Innovative keramische Werkstoffe für innovative Automobile, Überblick



Beschreibung

Technische Keramik im Automobilbau


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T H E

C E R A M I C

E X P E R T S

Innovative Werkstoffe für innovative Automobile

Inspiration Hochleistungskeramik

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Hochleistungskeramik: Multitalente für
anspruchsvolle Aufgaben

Mit einzigartigen Materialeigenschaften ist Hochleistungskeramik von CeramTec einer der leistungsfähigsten Werkstoffe
unserer Zeit. Unverzichtbar für mehr Leistung, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Umweltverträglichkeit in einer Vielzahl
von Anwendungen des täglichen Lebens. Überall können mit keramischen Hochleistungswerkstoffen innovative
Zukunftslösungen realisiert werden, die wegweisende Fortschritte bringen. Im Fahrzeug- und Automobilbau, in der
Elektronik, Energie- und Umwelttechnik, im Geräte- und Maschinenbau sowie in der Medizintechnik.

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Verschleißfest

Reibungsarm

Zuverlässig

Chemisch resistent

Stoßfest

Leicht

Kühlend

Elektrisch isolierend

Hitzeresistent

Thermisch leitend

Sicher

Thermisch isolierend

Transparent

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Der Werkstoff,
der den Automobilbau weiterbringt

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Fortschritt noch effizienter – mit Hochleistungskeramik
Die Herausforderungen für internationale Automobilher-
steller und Zulieferer steigen: Emissionen und Kraftstoff-
verbrauch müssen gesenkt, alternative Antriebe weiterentwi-
ckelt werden. Umweltschutz, Leichtbau, Hybridisierung und
Elektrifizierung, Vernetzung der Fahrzeugelektronik und
-kommunikation, Sicherheitstechnik, modulare Fahrzeug-
konzepte und beschleunigte Entwicklungszyklen verlangen
innovative Werkstoffe, die extreme Anforderungen erfüllen
und außergewöhnliche Eigenschaften bieten. Von Ent-
wicklern, Komponentenherstellern und Zulieferern wird
Höchstleistung erwartet.
Mit innovativer Hochleistungskeramik leistet CeramTec ent-
scheidende Beiträge für den automobilen Fortschritt: zur
Erhöhung der Sicherheit, Langlebigkeit und Wirtschaft-
lichkeit, des Komforts und Umweltschutzes von Fahrzeugen.
Und für mehr Effizienz und Produktivität in deren
Fertigungsprozessen. Technische Keramiken sind in ihrer
Funktionalität und ihrem maßgeschneiderten Eigen-
schaftsprofil einzigartig und ermöglichen die Integration visi-
onärer Konzepte in die Serienfertigung. Nutzen Sie unser
umfassendes Know-how als Systempartner. Entwickeln Sie
Zukunft mit CeramTec.

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T H E

C E R A M I C

E X P E R T S

Keramische Folien CeramTape

®

zur Herstellung von Hybriden

in  elektronischen Steuerungs­

elementen und Lambda­

sonden

Gießkerne

für den Kolben­ und Feinguss

Piezokeramischer Ring

als Signalgeber im Klopfsensor

Ventilplättchen

im Common­Rail­Einspritz­

system

Cyrol

®

Keramische Rollen

für Wälzlager

Widerstandstragkörper

für Widerstände in elektronischen

Schaltungen

Spulenkörper

für Spulen auf elektronischen

Schaltungen

Seitenplatte

in der Kraftstoffpumpe

CeramCool

®

für die Xenon­, LED­ und

Laser­Lichttechnologie

Luftultraschallwandler

für Innenraumüberwachung

und Einparkhilfe

Steigrohre und Düsen

zum Gießen von Motor­ und

Fahr werkskomponenten sowie

Felgen aus Aluminium

Isolierringe

im Bremssattel

Poröse Zellen

für das Verchromen

Cyrol

®

Keramische Rollen

für Nockenwellen

Keramische Lagerungen

für Abgasklappen und

­regelventile

Piezokeramische Elemente

im Ölstands­ und Harnstoff­

tanksensor

Perlucor

®

Transparente Keramik als Schutz­

und  Designelement

Gleitringe

in der Kühlwasserpumpe

Preforms

als Formteile zur Material ver­

stärkung und zum Leichtbau

im Motorenbereich

Schaltfunkenstrecke

für das Xenonlicht

Sockel und Isolierröhrchen

für die Halogen­ und

Xenon lichttechnik sowie

für Stand heizungen

Die Größenverhältnisse der Produkte

entsprechen nicht der Realität.

Hochleistungskeramik im Automobilbau

Steuerscheibe

im ABS­Modulator

Schweißzentrierstifte

und -gasdüsen

für MAG­Schweißen im

Karosseriebau

Aktor-Technologie

sowie Piezokeramische Folien

in Einspritzsystemen

Integrierte Membranen

für Drucksensoren in Brems­

regelsystemen und Getriebe­

steuerungen

Gelaserte Substrate

als Hybridschaltungsträger für

Steuergeräte (z. B. Getriebe­

steuerung) und Isolationskera­

mik in PTC­Hochvolt­Heizern

Isolationsbauteile

in der Lambdasonde

Dichtbauteile

in der Lambdasonde

Schutzkeramik-Platten

für Fahrzeugpanzerungen

Werkzeugsysteme und Schneid-

stoffe SPK

®

aus Keramik und PCBN für Bau­

teile aus Gußeisen und gehär­

teten Stählen

CeramCool

®

für Batteriethermomanagement,

Spannungs wandler, Antriebs­

steuerung und Bremsenergie­

rückgewinnung

Innovative Hochleistungskeramik
im Automobilbau

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E X P E R T S

Keramische Folien CeramTape

®

zur Herstellung von Hybriden

in  elektronischen Steuerungs­

elementen und Lambda­

sonden

Gießkerne

für den Kolben­ und Feinguss

Piezokeramischer Ring

als Signalgeber im Klopfsensor

Ventilplättchen

im Common­Rail­Einspritz­

system

Cyrol

®

Keramische Rollen

für Wälzlager

Widerstandstragkörper

für Widerstände in elektronischen

Schaltungen

Spulenkörper

für Spulen auf elektronischen

Schaltungen

Seitenplatte

in der Kraftstoffpumpe

CeramCool

®

für die Xenon­, LED­ und

Laser­Lichttechnologie

Luftultraschallwandler

für Innenraumüberwachung

und Einparkhilfe

Steigrohre und Düsen

zum Gießen von Motor­ und

Fahr werkskomponenten sowie

Felgen aus Aluminium

Isolierringe

im Bremssattel

Poröse Zellen

für das Verchromen

Cyrol

®

Keramische Rollen

für Nockenwellen

Keramische Lagerungen

für Abgasklappen und

­regelventile

Piezokeramische Elemente

im Ölstands­ und Harnstoff­

tanksensor

Perlucor

®

Transparente Keramik als Schutz­

und  Designelement

Gleitringe

in der Kühlwasserpumpe

Preforms

als Formteile zur Material ver­

stärkung und zum Leichtbau

im Motorenbereich

Schaltfunkenstrecke

für das Xenonlicht

Sockel und Isolierröhrchen

für die Halogen­ und

Xenon lichttechnik sowie

für Stand heizungen

Die Größenverhältnisse der Produkte

entsprechen nicht der Realität.

Hochleistungskeramik im Automobilbau

Steuerscheibe

im ABS­Modulator

Schweißzentrierstifte

und -gasdüsen

für MAG­Schweißen im

Karosseriebau

Aktor-Technologie

sowie Piezokeramische Folien

in Einspritzsystemen

Integrierte Membranen

für Drucksensoren in Brems­

regelsystemen und Getriebe­

steuerungen

Gelaserte Substrate

als Hybridschaltungsträger für

Steuergeräte (z. B. Getriebe­

steuerung) und Isolationskera­

mik in PTC­Hochvolt­Heizern

Isolationsbauteile

in der Lambdasonde

Dichtbauteile

in der Lambdasonde

Schutzkeramik-Platten

für Fahrzeugpanzerungen

Werkzeugsysteme und Schneid-

stoffe SPK

®

aus Keramik und PCBN für Bau­

teile aus Gußeisen und gehär­

teten Stählen

CeramCool

®

für Batteriethermomanagement,

Spannungs wandler, Antriebs­

steuerung und Bremsenergie­

rückgewinnung

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Für langlebigere Bauteile

Langes Leben bei extremen Belastungen
In den Bereichen Motor, Antriebsstrang, im Abgassystem
und Fahrwerk sind Komponenten höchsten Belastungen und
vielfältigen Einflüssen durch extreme Drücke, Temperatur-
schwankungen, Spritzwasser und Erschütterungen ausge-
setzt. Das ideale Einsatzfeld für Hochleistungskeramik. Sie ist
sehr leicht, extrem hitzebeständig, verschleißfest, korrosions-
beständig und thermisch/elektrisch isolierend. Mit höchster
Zuverlässigkeit erfüllt sie zentrale Aufgaben, wo herkömm-
liche Werkstoffe versagen.
Im Motorbereich sorgen hitzebeständige Keramikteile – z. B.
Gleitringe, Lager, Platten, Steuerscheiben, Dichtungen,
Ventilkomponenten, Stützkörper im Kurbelwellengehäuse,
Komponenten für Kraftstoff-/Wasserpumpen und Abgas-
regelventile – für höhere Wirkungsgrade, sichere Funktion,
weniger Reibung und Verschleiß sowie für reduzierte
Schadstoff- und Geräuschemissionen.
Im Bremssattel sorgt Hochleistungskeramik für höhere
Sicherheit. Cyrol

®

Lagerrollen eröffnen neue Möglichkeiten

für den Leichtbau in Wälzlagern oder kommen in der
Nockenwelle zum Einsatz.

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Für verlässlichere Elektronik-Funktionen

Signale sicher steuern und fürs richtige Licht sorgen
Der Fahrzeugbau ist im Wandel. E-Mobility und die kom-
plexe Vernetzung der Fahrzeugtechnik verlangen integrierte
Elektronik-Lösungen. Airbags müssen ebenso zuverlässig
funktionieren wie elektronisch angesteuerte hydraulische
oder mechanische Fahrzeugteile. Selbst unter starken ther-
mischen und elektrischen Beanspruchungen und in
Grenzbereichen des Fahrens erfüllt Hochleistungskeramik die
Aufgaben mit höchster Sicherheit. Piezokeramische Sensoren
übernehmen wichtige Mess- und Steuerfunktionen in allen
Bereichen des Fahrzeugs. Sie arbeiten als Fühler für elektro-
nische Steuerungen und versorgen diese mit Informationen
über Motorlaufruhe, Lage und Richtungsänderungen des
Fahrzeugs. Piezokeramische Aktoren sind in Einspritz-
systemen nicht wegzudenken. Elektronische Komponenten
auf Basis keramischer Substrate reagieren auf diese
Informationen und regeln das Motormanagement, das
Automatikgetriebe, Sicherheitssysteme, wie ABS und ASR,
und lösen im Bedarfsfall den Airbag aus.
Mehr Licht, mehr Sicherheit – Halogen-, Xenon- oder LED-
Lichtsysteme mit keramischen Komponenten verbessern
deutlich die Sicht. Hochleistungskeramik sorgt für opti-
miertes Wärmemanagement und hält extremen Belastungen
stand. Und auch in Brennstoffzellen sind maßgeschneiderte
Keramik-Komponenten im Einsatz.

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Für innovativere Leichtbau-Lösungen

Mit Leichtigkeit viel aushalten
Keramische Werkstoffe sind leicht und extrem belastbar. Sie
eröffnen Ingenieuren und Designern neue Perspektiven für
Leichtbau-, Design- und Schutzanwendungen. Zum Beispiel
kommen im Leichtbau zur Gewichts-, Verbrauchs- und
Emissionsreduzierung Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe
(MMC) zum Einsatz. Leichtmetalle können gezielt partiell mit
keramischen Partikeln verstärkt werden, um hohen tribolo-
gischen, mechanischen und/oder thermischen Belastungen
standzuhalten, z. B. in Zylinderlaufflächen, Kolben, Bremsen
oder Lagern. Die transparente Hochleistungskeramik
Perlucor

®

erschließt neue Anwendungs- und Design-

Möglichkeiten. Im Fahrzeuginterieur als hochwertiger
Werkstoff für Schmuck- und Intarsienelemente. Bei
Sicherheits-Schutzscheiben und Beleuchtungselementen sor-
gen Perlucor

®

Laminate für klare Sicht in hoch beanspruch-

ten Umgebungen (z. B. Sandabrieb bei Scheiben und
Scheinwerfern). Hohe Transparenz, Härte, Festigkeit, ther-
mische sowie chemische Beständigkeit und rund 30%
Gewichtseinsparung gegenüber herkömmlichen Sicher-
heitsgläsern zeichnen Perlucor

®

im ballistischen Schutz aus.

Keramik-Polymer-Kompositpanzerungen bieten bei Fahr-
zeugen enorme Gewichts- und Volumenvorteile, die in
Bezug auf Mobilität, Zuladung und Instandhaltung eine
wesentliche Rolle spielen.

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Für effizientere Produktionsprozesse

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Höhere Taktzahl, mehr Effizienz und Sicherheit
Mehr Geschwindigkeit, Präzision und bessere Qualität:
Durch innovative Werkstoffe und Werkzeuglösungen lässt
sich bei Schweiß-, Umform-, Gieß- und Zerspanungs-
prozessen im Fahrzeugbau ein Wettbewerbsvorsprung
herausfahren. Das SPK

®

-Werkzeugprogramm mit Schneid-

stoffen aus Keramik und PCBN sowie individuellen Werk-
zeugsystemen ermöglicht eine Optimierung der Prozess-
sicherheit, Effizienz, Fertigungszeiten und -kosten. Für Pro-
dukte mit höchster Präzision und perfekt abgestimmten
Oberflächengüten. Automobilhersteller und -zulieferer welt-
weit nutzen diesen Produktivitätsgewinn. Zum Beispiel bei
der Herstellung von Motoren-, Bremsen-, Getriebe-, Kupp-
lungs- und Antriebskomponenten.
Im Schweißprozess hält Siliziumnitrid hohen Belastungen
stand, minimiert den Verschleiß und erhöht die Standzeit bei
Gasdüsen und Zentrierstiften. In der Gießereitechnik bewäl-
tigt Hochleistungskeramik anspruchsvolle Bedingungen, wie
aggressive Schmelzen, Höchsttemperaturen von 1.000 °C
und Temperaturunterschiede von mehreren Hundert Grad –
als Schutz- und Dosierrohre oder auch als Gießkerne.
Auch im Verchrom-Prozess hält Technische Keramik den
rauen Umgebungsbedingungen stand.

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Spezielle Keramik-Werkstoffe für
höchste Anforderungen

Aluminiumoxid
Der wichtigste oxid-
keramische Werkstoff
in verschiedenen
Reinheitsgraden.
CeramTec bietet
Werkstofftypen mit
niedriger Dichte,
geringem Gewicht
und unterschiedlichen
Eigenschaftskombi-
nationen:
• Hohe  mechanische
Festigkeit
• Hohe  Wärmeleit-
fähigkeit
• Hohe  Korrosions-
festigkeit
• Gute  Gleiteigen-
schaften
• Sehr gute elektrische
Isolation

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Siliziumkarbid
Extrem leicht, für die
Herstellung von Bau-
teilen zur Reduzierung
der Massenkräfte bei
hohen Drehzahlen.
• Sehr große Härte
• Exzellente  Korro-
sionsbeständigkeit
auch bei sehr hohen
Anwendungs-
temperaturen
• Thermoschock-
beständigkeit
• Sehr hohe Wärme-

leitfähigkeit

(höher als Stahl)
• Hohe  Verschleiß-

festigkeit und sehr
gute Gleiteigen-
schaften

Siliziumnitrid
Ideal für die Herstel-
lung mechanisch
belasteter Bauteile
und für motorspezi-
fische Anwendungen,
auch bei höheren
Temperaturen. Neben
dem geringen
Gewicht verfügen
Siliziumnitrid-Werk-
stoffe über hervor-
ragende Eigenschaften:
• Extrem  hohe

Festigkeit

• Hohe  Risszähigkeit
• Hervorragende

Verschleißfestigkeit

• Hohe  Wärmeleit-

fähigkeit

• Thermoschock-
beständigkeit

Zirkonoxid
Je nach Kristallstruk-
tur pseudoelastisch
unter mechanischer
Spannung: für
extrem hohe Bauteil-
festigkeiten und
stark beanspruchte
Bauteile, z. B. bei
Verschleißanwen-
dungen und höheren
Temperaturen.
• Außergewöhnliche
Bruchzähigkeit
• Hohe

Verschleißfestigkeit
und Korrosions-
beständigkeit
• Hervorragendes
tribologisches Ver-
halten
• Niedrige  Wärmeleit-
fähigkeit

Aluminiumnitrid
Eignet sich u. a. als
Substrat für den Halb-
leiterbau und die
Leistungselektronik,
als elektrischer Iso-
lationswerkstoff in der
Mikroelektronik, als
Resonatorwerkstoff in
der Aluminiummetal-
lurgie und in der
Lasertechnik oder als
Wärmetauscher.
• Sehr hohe

Wärmeleitfähigkeit
• Hohes elektrisches
Isolationsvermögen
• Günstige  Tempera-
turwechselbestän-
digkeit
• Gute  Metallisier-
barkeit
• Geringe  Wärme-
dehnung

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Das komplexe Zusammenspiel unterschiedlichster Komponenten und Bauteile in der Fahrzeugtechnik erfordert Keramik-
Werkstoffe, die präzise und zuverlässig höchste Anforderungen erfüllen – mit exakt auf die Anwendung zugeschnittenem
Eigenschaftsprofil. Auf Basis einer breiten Werkstoff-Palette bietet die CeramTec mit individuellen Eigenschaftskombinationen
für jede Anforderung in der Fahrzeugindustrie den maßgeschneiderten Hochleistungskeramik-Werkstoff für die optimale
Lösung.

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Silikatkeramik
Durch ihre günstigen
Verarbeitungsbe-
dingungen ermöglicht
sie sehr wirtschaftliche
Lösungen im Bereich
der Elektro- und
Thermotechnik. Ihre
Eigenschaften:
• Ausgezeichnetes
elektrisches und
thermisches
Isolationsvermögen
• Hohe  Temperatur-
wechselbeständig-
keit
• Minimale  bzw.
definierte Wärme-
ausdehnung
• Mechanische
Festigkeit
• Optimale  Porosität
• Korrosions-
beständigkeit

Metall-Keramik-
Verbundstoffe
Metal Matrix
Composites (MMC):
Hochleistungskeramik
verstärkt Leichtmetall-
bauteile an den
Stellen, die am stärks-
ten tribologisch,
mechanisch oder ther-
misch belastet werden.
Großserien-Beispiel:
MMC wurde verbaut
in den Zylinderlauf-
flächen im Porsche
Boxster und 911. Die
Idealkombination
aus Leichtigkeit plus
Beständigkeit der
Keramik eröffnet
Entwicklern und
Konstrukteuren neue
Perspektiven im
Leichtbau.

Piezokeramik
Die Funktionskeramik
steht in der Auto-
mobiltechnik bei
vielen Entwicklungen
und Anwendungen
(wie Sensoren und
Aktoren) im Mittel-
punkt. Piezokera-
mische Bauteile
setzen bei mecha-
nischer Deformation
durch Druck, Dehnung
oder Beschleunigung
elektrische Ladung frei.
Und umgekehrt
wandeln sie elektrische
Signale in mecha-
nische Bewegung oder
Schwingungen um.
Ihre Formgebung ist
sehr flexibel.

Aluminiumtitanat
Dieser Werkstoff
dehnt sich auch bei
hohen Temperaturen
nicht aus. Bauteile
aus Aluminiumtitanat
können selbst abrupte
Temperaturwechsel
von mehreren Hundert
Grad beschädigungs-
frei überstehen, z. B.
in der Gießereitechnik
und Schmelzmetal-
lurgie.
• Hervorragende
Thermoschock-
beständigkeit
• Hohe Wärmeisolation
• Niedriges  Elastizitäts-
modul
• Gute  chemische
Resistenz

Transparente
Keramik
Neuentwickelter trans-
parenter Werkstoff für
Schutz- und Design-
anwendungen. Hohe
Permittivität und Dünn-
schichttechnologie
(<500 µm für Touch-
screens)
• Sehr hohe Härte
und Festigkeit,
3- bis 4-mal höher
als Glas
• Ausgezeichnete
Kratz- und Ver-
schleißbeständig-
keit – kann nur von
Diamant oder Rubin
zerkratzt werden
• Exzellente  Korrosions-
beständigkeit gegen
Säuren und Laugen
• Hohe Transparenz,
mit Coating bis 96%
• Hohe  Oberflächen-
qualität und Brillanz

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Realisieren Sie neue Entwicklungen mit den
Keramik-Spezialisten

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Wir sind weltweit für Sie da
Für die globalen Herausforderungen der Fahrzeugindustrie
und ihrer Zulieferer sind wir als Systempartner mit umfas-
sender Keramik-Kompetenz weltweit für Sie da. Von der
Forschungs- und Entwicklungsarbeit bis zur Realisierung
intelligenter Systemlösungen in enger Abstimmung mit
Ihren Entwicklungs- und Projektteams. Unser spezifisches
Werkstoff-, Fertigungs- und Integrations-Know-how und
die langjährige Zusammenarbeit mit internationalen
Automotive-Partnern sichern Ihnen kompromisslose
Qualität – zertifiziert nach ISO TS 16949 und nach den
neuesten internationalen Normen. Auf dem Weg zu neuen
Anwendungen eröffnen unsere innovativen Lösungen aus
keramischen Hochleistungswerkstoffen Konstrukteuren
und Entwicklern ungeahnte Möglichkeiten. Sprechen Sie
mit uns. CeramTec Hochleistungskeramik erschließt neue
Dimensionen für die Mobilität der Zukunft.

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CA150033 • DE • 500 • 1605 •

L&C

• Printed in Germany

Die oben erwähnten Messwerte wurden für Prüfmuster ermittelt und gelten als Standardwerte. Die Werte wurden auf Grundlage von DIN-/DIN-VDE-Standards und, wenn diese nicht

verfügbar waren, auf Grundlage von CeramTec-Standards ermittelt. Die angegebenen Werte dürfen nicht auf beliebige Formate, Komponenten oder Teile übertragen werden, die

abweichende Oberflächenqualitäten aufweisen. Sie stellen keine Garantie für bestimmte Eigenschaften dar. Das Recht auf technische Änderungen behalten wir uns ausdrücklich vor.

T H E

C E R A M I C

E X P E R T S

CeramTec GmbH

CeramTec-Platz 1-9

73207 Plochingen, Germany

Telefon: +49 7153 611-0

Fax: +49 7153 611-673

info@ceramtec.de

www.ceramtec.de