Glaskeramik ist polykristallenes durch die kontrollierte Kristallisierung des Grundglases erzeugtes Material. Glaskeramische Materialien teilen viele Eigenschaften mit beider Brille und Keramik. Glaskeramik hat eine amorphe Phase und ein oder mehr kristallene Phasen und wird durch eine so genannte "kontrollierte Kristallisierung" im Gegensatz zu einer spontanen Kristallisierung erzeugt, die gewöhnlich in der Glasherstellung nicht gewollt wird. Glaskeramik hat den Herstellungsvorteil von speziellen sowie Glaseigenschaften der Keramik. Glaskeramik hat gewöhnlich zwischen 30 % [M/M] zu 90 % [M/M] crystallinity und gibt eine Reihe von Materialien mit interessanten Eigenschaften wie Nulldurchlässigkeit, hohe Kraft, Schwierigkeit, translucency oder Undurchsichtigkeit, Pigmentation, Opalisieren, niedrig oder sogar negative Thermalvergrößerung, hohe Temperaturstabilität, Fluoreszenz, machinability, Ferromagnetismus, resorbability oder hoch chemische Beständigkeit, biocompatibility, Lebenstätigkeit, Ion-Leitvermögen, Supraleitfähigkeit, Isolierungsfähigkeiten, niedrige dielektrische Konstante und Verlust, hoher spezifischer Widerstand nach und bricht Stromspannung. Diese Eigenschaften können durch das Steuern der Grundglaszusammensetzung und durch die kontrollierte Wärmebehandlung / Kristallisierung des Grundglases geschneidert werden.

Glaskeramik wird größtenteils in zwei Schritten erzeugt: Erstens wird ein Glas durch ein Glasfertigungsverfahren gebildet. Das Glas wird abgekühlt und wird dann in einem zweiten Schritt wiedergeheizt. In dieser Wärmebehandlung kristallisiert das Glas teilweise. In den meisten Fällen nucleation Agenten werden zur Grundzusammensetzung des glaskeramischen hinzugefügt. Diese nucleation Agenten helfen und kontrollieren den Kristallisierungsprozess. Weil es gewöhnlich kein Drücken gibt und sintering, Glaskeramik, verschieden von der sintered Keramik, keinen Poren hat.

Ein großes Angebot an glaskeramischen Systemen, besteht z.B LiO x AlO x NSiO-System (LAS-System), MgO x AlO x NSiO-System (MAS-System), ZnO x AlO x NSiO-System (ZAS-System).

LAS SYSTEM

Das gewerblich wichtigste System ist LiO x AlO x NSiO-System (LAS-System). Das LAS-System bezieht sich hauptsächlich auf eine Mischung von Lithium - Silikon - und Aluminiumoxyde mit zusätzlichen Bestandteilen z.B glasphasige sich formende Agenten wie NaO, KO und CaO und Raffinierung von Agenten. Als nucleation Agenten meistens Zirkonium (IV) - Oxyd in der Kombination mit dem Titan (IV) - wird Oxyd verwendet. Dieses wichtige System wurde zuerst und intensiv von Hummel und Rauch studiert.

Nach der Kristallisierung ist die in diesem Typ von glaskeramischen kristallphasige Dominante ein hoher Quarz feste Lösung (HQ s.s.). Wenn das glaskeramische einer intensiveren Wärmebehandlung unterworfen wird, verwandelt sich dieser HQ s.s. zu einer keatite-festen Lösung (K s.s. manchmal falsch genannt als Beta-spodumene). Dieser Übergang ist nichtumkehrbar und wiederaufbauend, was bedeutet, dass Obligationen im Kristallgitter gebrochen werden und neue eingeordnet. Jedoch zeigen diese zwei Kristallphasen eine sehr ähnliche Struktur, wie sich Li zeigen konnte.

Die interessantesten Eigenschaften von diesen Glaskeramik sind ihre thermomechanical Eigenschaften. Glaskeramisch vom LAS-System ist ein mechanisch starkes Material und kann wiederholte und schnelle Temperaturänderungen bis zu 800-1000 °C stützen. Die dominierende kristallene Phase des LAS-glass-ceramics, HQ s.s., hat einen starken negativen Koeffizienten der Thermalvergrößerung (CTE), keatite-feste Lösung als noch ein negativer CTE, aber viel höher als HQ s.s.. Diese negativer CTE'S der kristallphasigen Unähnlichkeiten mit dem positiven CTE des restlichen Glases. Die Anpassung des Verhältnisses dieser Phasen bietet eine breite Reihe von möglichem CTE'S in der beendeten Zusammensetzung an. Größtenteils für heutige Anwendungen wird ein niedriger oder sogar Null-CTE gewünscht. Auch ein negativer CTE ist möglich, was, im Gegensatz zu den meisten Materialien, wenn angeheizt, solch einem glaskeramischen Verträgen bedeutet. An einem bestimmten Punkt, allgemein zwischen 60 % [M/M] und 80 % [M/M] crystallinity, balancieren die zwei Koeffizienten solch, dass das glaskeramische als Ganzes einen Thermalausdehnungskoeffizienten hat, der sehr Null nah ist. Außerdem, wenn eine Schnittstelle zwischen dem Material Thermalerschöpfung unterworfen sein wird, kann Glaskeramik angepasst werden, um den Koeffizienten des Materials zu vergleichen, zu dem sie verpfändet werden.

Ursprünglich entwickelt für den Gebrauch in den Spiegeln und Spiegelgestellen von astronomischen Fernrohren sind LAS-glass-ceramics bekannt geworden und sind in den Innenmarkt durch seinen Gebrauch in glaskeramischem cooktops, sowie das Kochgeschirr und bakeware oder als hohe Leistungsreflektoren für Digitalkinoprojektoren eingegangen.

Cooktops

Glaskeramisch vom LAS-System ist ein mechanisch starkes Material und kann wiederholte und schnelle Temperaturänderungen stützen. Es ist jedoch nicht, völlig unzerbrechlich. Weil es noch ein sprödes Material ist, wie Glas und Keramik sind, kann es gebrochen werden. Es hat Beispiele gegeben, wo Benutzer Schaden an ihrem cooktops gemeldet haben, als die Oberfläche mit einem harten oder stumpfen Gegenstand (wie eine Dose geschlagen wurde, die von oben oder andere schwere Sachen fällt).

Zur gleichen Zeit hat es einen sehr niedrigen Hitzeleitungskoeffizienten und kann fast durchsichtig (15-20-%-Verlust in einem typischen cooktop) für die Radiation in den Infrarotwellenlängen gemacht werden.

In der sichtbaren Reihe kann Glaskeramik durchsichtig, lichtdurchlässig oder undurchsichtig und sogar durch Farbstoffe gefärbt sein.

, es gibt zwei Haupttypen von elektrischen Öfen mit aus glaskeramischen gemachtem cooktops:

• Ein glaskeramischer Ofen verwendet leuchtende Heizungsrollen oder Infrarothalogen-Lampen als die Heizungselemente. Die Oberfläche des glaskeramischen cooktop über dem Brenner heizt an, aber die angrenzende Oberfläche bleibt kühl wegen des niedrigen Hitzeleitungskoeffizienten des Materials.
• Ein Induktionsofen heizt einen Boden eines Metalltopfs direkt durch die elektromagnetische Induktion.

Einige wohl bekannte Marken der Glaskeramik sind Ceran (cooktops), Eurokera (cooktop, Öfen und Kamine), Zerodur (Fernrohr-Spiegel), und Macor. Deutscher Hersteller Schott hat Zerodur 1968, 1971 gefolgten Ceran eingeführt. Das elektrische Glas von Nippon Japans ist ein anderer Welthersteller der Glaskeramik, deren zusammenhängende Produkte in diesem Gebiet Firelite und Neoceram feuersteuerpflichtiges Glas einschließen.

Dieselbe Klasse des Materials wurde auch, bis zum Ende der 1990er Jahre in Tellern von Corningware verwendet, die vom Gefrierschrank direkt zum Ofen ohne Gefahr des Temperaturschocks genommen werden konnten.

Es ist interessant zu bemerken, dass diese Technologie nicht völlig neu ist, weil glaskeramische Reihen zuerst in den 1970er Jahren mit Spitzen von Corningware statt des haltbareren Materials verwendet heute eingeführt wurden. Diese zuerst war Generation smoothtops problematisch und konnte nur mit dem flachen Kochgeschirr verwendet werden, weil die Heizung in erster Linie Leitung aber nicht infrared.http://www.automaticwasher.org/TD/ARCHIVE/VINTAGE/2005/918x16.htm war

Im Vergleich zu herkömmlichen Küchenöfen sind glaskeramische cooktops relativ einfach, wegen ihrer flachen Oberfläche zu reinigen. Jedoch kann glaskeramischer cooktops sehr leicht gekratzt werden, so muss Sorge gebracht werden, um die Kochen-Pfannen über die Oberfläche nicht gleiten zu lassen. Dem Essen mit einem hohen Zuckerinhalt (wie Marmelade) sollte nie erlaubt werden, auf der Oberfläche zu trocknen, wenn es überläuft, beschädigen Sie sonst wird vorkommen. Reinigung wird am besten durch das Verwenden eines weichen Stoffs zusammen mit einem speziellen glaskeramischen Reinigungsmittel ausgeführt, das einen dünnen Schutzfilm an das Glas anwendet.

Für beste Ergebnisse und maximale Wärmeübertragung sollte das ganze Kochgeschirr flach und zu derselben Größe wie die Brenner-Zone verglichen sein.

Quelle

Literatur

• McMillan P.W. "Führt das Glas Glaskeramik", Glastechnologie, 1974, Vol stufenweise ein. 15 (1), P. 5-15
• Bach H. (Redakteur), "Niedrige Thermalvergrößerungsglaskeramik", Springer-Verlag (1995).
• Holand, Wolfram und Wichtigste, George H. Glass-Ceramic Technology. Wiley, 2002. Internationale Standardbuchnummer 978-1-57498-107-0