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Innovative Geräte, Apparaturen, Anlagen, Verfahren oder Prozessanwendungen stellen meist auch neue An-
forderungen an die Werkstoffe. Je nach Anwendungsprofil müssen sie u.a. leicht und steif, gut wärmeleitend oder
wärmedämmend sowie verschleiß- und korrosionsbeständig sein oder auch eine hohe thermische Stabilität und
Temperaturwechsel-Beständigkeit aufweisen. Um einen technisch- wirtschaftlichen Fortschritt zu generieren, wer-
den seitens der Entwickler und Konstrukteure Einsatzbedingungen bis an das maximal Mögliche gesteigert, was
dann konventionelle Werkstoffe wie Metalle und Kunststoffe überfordert. Hier kommen die Stärken keramischer
Werkstoffe zum Tragen, indem sie die Belastungsgrenzen wesentlich erweitern und die angestrebten Innovationen
ermöglichen.
Aus der Vielzahl keramischer Werkstof-
fe erweisen sich insbesondere Silizium-
nitrid- und Siliziumkarbid-basierte
Werkstoffe als die geeignetsten Lösun-
gen, um die genannten Ziele zu errei-
chen. Sie weisen ein wesentlich höheres
Leistungsspektrum als Metalle und Ver-
bundwerkstoffe auf und sind diesbezüg-
lich auch vielen anderen keramischen
Werkstoffen und Gläsern überlegen.
Diese auf speziell synthetisierten, maß-
geschneiderten Rohstoffen basierenden
Keramiken besitzen ein hohes Potenzial
für Anwendungen, bei denen hohe me-
chanische Festigkeit und Zähigkeit,
Verschleiß- und Korrosionsbeständig-
keit in aggressiven Medien sowie hohe
thermische und Temperaturwechsel-Be-
ständigkeit sowohl bei hohen als auch
tiefen Temperaturen gefordert werden.
Mit hochsteifen, komplexen, dauerfesten, leichten und
hochpräzisen Strukturen aus Siliziumnitrid konnte mit
innovativer keramischer Fertigungstechnik ein völlig
neuartiges Konzept für eine Luftaufklärungskamera
realisiert werden. Die wesentlichste Eigenschaft,
die zu einer Auflösung von wenigen Zentimetern aus
10.000 Metern Höhe und bei Fluggeschwindigkeit ei-
nes Düsenjets führt, ist der sehr niedrige Wärmeaus-
dehnungskoeffizient dieses Werkstoffs.
In einem weiteren Schritt wurde nun Siliziumnitrid für
die Trägerstruktur des Sekundärspiegels eines Satel-
litenteleskops eingesetzt. Neben der hohen Festigkeit
und Bruchzähigkeit, die notwendig sind, um den
Belastungen beim Start der Trägerrakete standzuhal-
ten, sorgt auch hier wiederum der sehr kleine Wär-
meausdehnungskoeffizient dafür, dass der Abstand
zwischen Primär- und Sekundärspiegel auch bei gro-
ßen Temperaturschwankungen im μm-Bereich kon-
stant gehalten wird, um die Auflösung des optischen
Erdüberwachungssatelliten – auch bei
einer Strukturhöhe von 2,5 Meter –
nicht zu verschlechtern.
Neben der Trägerstruktur und weiteren
mechanischen Komponenten aus Sili-
ziumnitrid wird auch an ultraleichten
Spiegeln aus gesinterter Siliziumkarbid-
keramik gearbeitet und erste Prototy-
pen bemustert.
Hier ist neben der niedrigen Dichte und
sehr hohen Steifigkeit auch die extrem
hohe Wärmeleitfähigkeit gefordert –
und natürlich auch hier die Fähigkeit
der FCT GmbH, daraus fein und komplex
strukturierte, hochpräzise Spiegelstruk-
turen herstellen zu können.
Auch und vor allem außerhalb der An-
Erfahrung und Kompetenz in Hochleistungskeramik
Siliziumnitrid- und Siliziumkarbidkeramik für die Luft- und Raumfahrt und
für Produkt- und Prozessinnovationen in weiten Bereichen der Technik
Rubrik
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Luftaufklärungskamera mit Keramikgehäuse
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Leichtbauspiegel
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Kampfjet mit Luftaufklärungskamera
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Instrumententragstruktur für Kameras
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Zahnradpumpe
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Säurereaktor
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