Anorganische, nichtmetallische Konstruktionswerkstoffe

Anorganisch sind Werkstoffe, welche nicht auf organischer Natur basieren. Unter Ausschluss der Metalle sind diese Werkstoffe unterteilbar in:

  • Anorganische Kristalle
  • Keramik
  • Anorganische Gläser
  • Anorganische Bindemittel

Eigenschaften der anorganischen, nichtmetallischen Konstruktionswerkstoffe
Keramik entstand aus anorganischen, nichtmetallischen Pulvern mit unterschiedlichen Korngrößen bei hoher Temperatur, ca. zwischen 800 und 2000 °C. Keramik ist i.d.R. ein elektrischer Nichtleiter und kein guter Wärmeleiter bzw. ein guter Temperatur-Isolator und sehr hitzebeständig. Keramik ist im abgekühlten Zustand nicht elastisch oder plastisch verformbar, das mechanische Biegeverhalten entspricht dem des spröden Körpers.
Anorganisches Glas entspricht mechanisch ähnlich wie Keramik einem spröden Körper. Glas hat gegenüber Keramik grundsätzlich eine niedrigere Schmelztemperatur und ist daher kostengünstiger in der Herstellung. Glas kann im Gegensatz zu Keramik transparent sein, was ein häufiger Einsatzgrund für Glas ist.
Naturkristalle kommen in verschiedenen Formen mit unterschiedlichen Eigenschaften vor. Halbleiterkristalle sind sowohl Leiter als auch Nicht-Leiter.
Anorganische Bindemittel, sind Stoffe, die nicht auf organischer Natur basieren und Feststoffe miteinander verbinden. Bindemittel müssen in einem feinen Zerteilungsgrad vorliegen (Pulver oder Paste) und aushärten.
Da diese Werkstoffe weder auf organischem Material noch auf Metall basieren, sind anorganische, nichtmetallische Konstruktionswerkstoffe nicht anfällig für eine Schädigung der mechanischen Beanspruchungsfähigkeit durch Oxidation.

Einsatz von anorganischen, nichtmetallischen Konstruktionswerkstoffen
Anorganische Kristalle sind als Halbleiter der Hauptwerkstoff in der Elektronik. Silicium ist einer der bekanntesten kristallinen Halbleiter.
Einsatzmöglichkeiten in der Praxis für Keramik sind z.B. Zündkerzen, welche hohe Temperaturen (Motorenhitze) überstehen müssen und nicht elektrisch leitfähig sein dürfen.
Gläser werden vor allem dort eingesetzt, wo Lichtdurchlässigkeit verlangt wird. Hochhaus-fassaden werden i.d.R. mit Glasplatten konstruiert, da die Fassade sowohl transparent als auch korrosions-/witterungsbeständig sein muss. Quarzglas ist ein Glas, welches im Gegen-satz zum herkömmlichen Glas besonders kurzwelliges Licht (von Interesse ist das kurzwellige UV-Licht) nicht blockiert und so z.B. für UV-Leuchtmittel eingesetzt wird.
Zement, als anorganisches Bindemittel, wird zusammen mit weiteren anorganischen Stoffen (u.a. Sand, Gestein, Wasser) für die Herstellung von Mörtel und Beton verwendet. Mörtel und Beton sind Bauwerkstoffe und dienen als Bindemittel zwischen festen Bauwerkstoffen (Mauerwerkzusammenfügung und Verankerung von Stahlbauten).

Benjamin Aunkofer ist Wirtschaftsingenieur und -informatiker. Er arbeitet in den interdisziplinären Themengebieten als Dozent an der HTW Berlin und engagiert sich als Unternehmer insbesondere für Big Data und Industrie 4.0.