Carbon-Keramik
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Bei Carbon-Keramik handelt es sich um eine mit Kohlenstofffasern verstärkten, keramischen Siliziumcarbid-Verbundwerkstoff. Eine korrektere Werkstoffbezeichnung wäre "Kohlenstofffaser verstärktes Siliciumcarbid" oder "C-Faserverstärktes SiC" oder, ganz kurz und in der Klasse der Verbundkeramiken eingeführt, "C/SiC".
Zum Großteil wird Carbon-Keramik in Luxus- sowie Sportautomobilen für Bremsbeläge und Bremsscheiben verwendet. Dabei spielen Faktoren wie Haltbarkeit und Effizienz eine große Rolle.
Außerdem spielt der Werkstoff in Entwicklungen der Raumfahrt als Ersatz für die zur Zeit eingesetzten keramischen Kacheln oder ablativen Systeme eine Rolle, die Raumkapseln wie Sojus oder Raumgleiter wie das Space Shuttle vor der Hitze beim Wiedereintritt in die Erdatmophäre schützen. Hier ist die Gewichtseinsparung, die Beständigkeit gegenüber Thermoschockbelastungen und die potentielle mehrfache Wiederverwendbarkeit von großem Interesse. Bei den meist verwendeten ablativen Systemen handelt es sich um Materialkombinationen, die beim Wiedereintritt durch die Hitze kontrolliert abbrennen und nicht wiederverwendbar sind.
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[Bearbeiten] Vorteile
Die Carbon-Keramik-Bremsbeläge oder Bremsscheiben erzielen hohe und gleich bleibende Reibwerte, unabhängig von der Oberflächenfeuchtigkeit und der Temperatur, das heißt es gibt keinen Fading-Effekt. Sie halten sehr lange, bei normaler Fahrweise ein Autoleben lang (bis zu 300.000 km werden von Herstellern genannt). Dank der Korrosionsbeständigkeit des Materials (keine Salzkorrosion im Winter) wird die Lebensdauer der Bremsscheibe verlängert.
Außerdem sind sie bis zu 70% leichter als herkömmliche Bremsscheiben. Dies verringert das Gewicht des Fahrwerks und bedeutet eine Verringerung der ungefederten Massen mit einer Verbesserung des Fahrbahnkontaktes der Räder. Weiterhin bietet Carbon-Keramik eine sehr geringe Dichte in Verbindung mit hoher spezifischer Festigkeit (die absoluten Festigkeitswerte dieser Keramik sind niedriger als die von Stahl).
[Bearbeiten] Nachteile
Carbon-Keramik hat zur Zeit erheblich höhere Produktionskosten als die herkömmlich verwendeten Metalle. Zur Zeit werden deshalb Bremsscheiben aus diesem Material auch nur für Sport- und Luxusfahrzeuge der sehr gehobenen Preisklasse angeboten. Ob solche Scheiben sich auch im Bereich von Mittelklassefahrzeugen durchsetzen, bleibt abzuwarten. Aktuelle Informationen über den Stand können auf den Internetseiten der Scheibenhersteller und Fahrzeuganbieter nachgelesen werden.
Bei starker Belastung beginnen auch diese keramischen Scheiben, wie alle Scheiben, zu glühen. Wegen der schlechteren Wärmeleitung dieser Keramik steigen die Temperaturen sogar höher als bei metallischen Scheiben. Der Werkstoff soll ja auch die Bremsleistung und damit auch die umgesetzte Energie auf ein höheres Niveau heben. Die unmittelbare Umgebung solcher Bremsscheiben muss deshalb auf ein höheres Temperaturniveau vorbereitet sein, was von den Bremssystemherstellern auch durch konstruktive Maßnahmen sichergestellt wird.
[Bearbeiten] Hersteller
Folgende Hersteller produzieren Halbzeuge oder Fertigteile aus Carbon-Keramik:
- SGL Carbon (Laborgefäße, Bremsscheiben)
- Brembo (italienische Firma)
