Engineering ceramics

The field of engineering ceramics (structural ceramics) is much more limited in volume than functional ceramics. Engineering ceramics are often subject to high thermal and high mechanical loadings including severe multiaxial stressing. These materials, their properties and the principal design aspects are outlined. Some examples are given and important testing methods are described. For many actual or prospective applications it is difficult to meet the requirements with respect to reliability and cost. Nevertheless, much successful developmental work has taken place. A variety of engineering and wear parts for many applications is commercially manufactured and a slow but continuous growth can be expected. The introduction of ceramic parts for diesel and spark ignition engines, where extremely high reliability is required, is occurring step by step, especially in Japan and USA. The ceramic gas turbine will be a long-term project, however. Considerable progress in the use of engineering ceramics is expected in the future, when several requirements have been fulfilled, namely: a thorough application of the design principles for brittle materials; the generation of a database for more reliable ceramics, obtained by improvement of processing including using precisely controlled raw materials; better understanding of long-term degradation phenomena; development and use of composites with high fracture toughness and, last but not least, motivation of engineers to utilize the technical and economical possibilities on the existing level of materials development. Der Bereich der Ingenieurkeramiken (Strukturkeramiken) ist vom Volumen her viel begrenzter als der Funktionskeramiken. Ingenieurkeramiken werden oft hohen thermischen und mechanischen Belastungen mit mehrachsigen Beanspruchungen ausgesetzt. Diese Werkstoffe, ihre Eigenschaften und die Hauptkriterien der Konstruktion mit diesen Werbstuffen sollen umrissen werden. Es werden einige Beispiele gegeben und wichtige Untersuchungsmethoden beschrieben. Bei vielen aktuellen oder zukünftigen Anwendungen ist es schwierig, den Anforderungen bezüglich der Zuverlässigkeit und Kosten zu entsprechen. Nichtsdestoweniger wurde viel erfolgreiche Entwicklungsarbeit geleistet. Für viele Anwendungen werden eine Reihe von Ingenieur- und Verschleißteilen kommerziell hergestellt und man erwartet einen langsamen aber kontinuierlichen Bedarfsanstieg. Die Eingührung von Keramikteilen für Diesel- und Ottomotoren, wo eine sehr hohe Zuve