Gehäuse und Schalen aus Zirkonoxidkeramik
Schutz und Schönheit – High-Tech Keramik

Modernes Zirkonoxid-Keramik hat viele Vorzüge und findet dank seiner farblichen Möglichkeiten und enormen Härte wie Kratzfestigkeit mehr und mehr Verwendung im Uhrenbau und bei Gehäusen. Dabei entscheiden die Zutaten über die Eigenschaften.

Schutz und Schönheit – High-Tech Keramik

Ein Keramikgehäuse von Omega vor und nach dem Sintern. Siginifikant ist der Schrumpfungsprozess, der viel Erfahrung und Wissen benötigt.

Ist das noch Keramik?

Zirkonoxidkeramik, dieses Wort fließt zwar nicht sonderlich leicht über die Lippen, hat es aber in sich. In der Hochtechnologie, im Engineering und in der Rehabilitationsmedizin hat sich dieses Material jedoch nahezu unentbehrlich gemacht. Beim Blicken in die Archive kommt ans Tageslicht, dass der deutsche Chemiker Martin Klaproth das Zirkonium bereits 1789 entdeckt und im Zuge umfassender Mineralanalysen erforscht hatte. Die Verarbeitung zu Hochleistungs-Keramik verlangt jedoch nach chemischer Umwandlung durch Brennen.
Die Aufnahme von Sauerstoff transformiert Zirkonium in Zirkoniumdioxid, dem Ausgangsmaterial für unterschiedliche „Zirkon“-Produkte. Schon gegen Ende des 19. Jahrhunderts begegnet man einer ersten Anwendung in Gestalt des Glühkörpers der 1897 erfundenen Nernstlampe. Danach nutzte die Industrie sukzessive das gewaltige Potenzial von Keramik. Mitte der 1980er Jahre lernten auch erste Uhrenfabrikanten die Vorzüge wie z.B. die antiallergische Eigenschaften, die Leichtigkeit und vor allem die Kratz- und Verschleißfestigkeit kennen. Am bekanntesten ist sicher Rado und seine schwarzen Keramik-Uhren. 
Aber auch IWC lancierte z.B. im Herbst 1986 eine ungewöhnliche weiße „Da Vinci“-Keramik-Uhr. Noch aufwändiger als die Herstellung des keramischen Gehäuses gestaltete sich bei dieser Armbanduhr allerdings das Montieren der verschiedenen „Armaturen“, zu denen auch beweglichen Bandanstöße gehörten.

Um die verschiedenen Vorzüge von Zirkonoxidkeramik kennen, ist es wichtig, die Ausgangsprodukten zu unterscheiden. Je nach Oxiden, also zum Beispiel Aluminium- oder Zirkonoxid, Karbiden, beispielsweise Sililiumkarbid sowie Nitriden wie Silizium- oder Aluminiumnitrid unterscheiden sie die Keramik-Materialien doch recht stark in ihren individuellen Vorzügen. Gemeinsam ist ihnen jedoch alle die enorme Widerstandsfähigkeit und Kratzfestigkeit

Viele Formen und Farben, aber die Verarbeitung macht den Unterschied

Wichtige Kriterien sind in allen Fällen die Reinheit des verwendeten Pulvers sowie die Korngröße im Bereich ungefähr eines Tausendstelmillimeters. Anfänglich erfolgte die Verarbeitung durch Pressverfahren und anschließendes Sintern, sprich Verdichten und Zusammenhaften der winzigen Teile bei hohen Temperaturen jenseits von 1.400 Grad Celsius. Der Vergleich mit dem Backen eines Kuchens liegt nicht ganz fern.
Ceramics Injection Molding (CIM) eignet sich zur Fabrikation komplexerer und vor allem präziserer Formen. In diesem Fall wird Keramikpulver zuerst homogenisiert, dann zu Gra­nulat verarbeitet und anschließend mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens in Form gebracht. Wegen des auch hier unverzichtbaren Sinterns müssen Fremdstoffe in geringen Quantitäten beigemengt werden.

Durch Polie­ren mit Diamantstaub erhalten fertige Keramikprodukte schließlich ihren seidigen Glanz. Spätestens dann stechen größere Poren oder andere Fehler ins Auge. Solche Gehäuse sind unbrauchbar. Schon bei der Teilekonstruktion gilt es einen entscheidenden Aspekt akribisch zu beachten: das beherrschbare Schrumpfen während des Sinterns. Wer falsch rechnet, erlebt hinterher eine böse Überraschung, weil beispielsweise das Uhrwerk plötzlich nicht mehr in die Schale passt. Mit einer Härte von rund 1.500 Vickers kann dieser Werkstoff einiges vertragen. Unsanfte Berührung mit scharfen Gegenständen nehmen Keramikkomponenten, darunter mehr und mehr Lünetten auf Stahl-, Titan- und auch Goldgehäusen ebenso gelassen hin wie den schabenden Kontakt mit der Türklinke. Die Kehrseite der Medaille: Keramik ist spröde und mag demnach keine wuchtige Stürze auf harte Flächen.
Im Gegensatz zu duktilen Metallgehäusen, die einen Riss auffangen, zerbricht Keramik ganz einfach in Stücke. In diesem Sinne ist Vorsicht weiterhin die Mutter der Porzellankiste.

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