Großmutters Porzellan in der Raumfahrt?!

Bewährtes Backrezept

Die Grundrezeptur ist schon seit Tausenden von Jahren bekannt: Tonhaltige Mischungen werden mit Wasser vermischt. Sie sind plastisch und bei Raumtemperatur formbar. Nach einer Trocknung werden sie gebrannt, also kontrolliert auf eine bestimmte Temperatur erhitzt.

Eine der ältesten, bekannten Keramiken ist die "Venus von Dolni Vestonice". Das ist eine Skulptur, die auf ein Alter von 22.000 bis 29.000 Jahren datiert wurde [2]. Wie konnte diese Skulptur so lange unbeschadet überdauern? Beim Brennen reagieren die Bestandteile der Mischung miteinander zu neuen, widerstandsfähigeren Mineralen [1].

Zündkerzen und Partikelfilter

Heute sind Keramiken in unserem Alltag nichts besonderes mehr - Wand- und Bodenfliesen, Anwendungen im Sanitärbereich, Ess- und Kochgeschirr bestehen aus dem gebrannten Werkstoff.

Aber wussten Sie, dass Keramiken auch die Fahrzeuge erobert haben? Die Zündkerze existiert schon seit 100 Jahren, aber auch der Partikelfilter oder sogar der Motorblock mancher Hochleistungsmotoren besteht aus Keramiken oder Keramik-Metall-Komponenten [3].

Während der grundlegende Prozess der Keramikherstellung immer noch der gleiche ist, wurde dieser Werkstoff so stark weiterentwickelt, dass Spezialkeramiken sogar die extremen Umgebungsbedingungen der Luft- und Raumfahrt meistern.

Was ist Keramik eigentlich?

Das Wort Keramik stammt aus dem Griechischen und bedeutet "Töpfer", einer der ältesten Berufe überhaupt [1]. Man unterscheidet wischen Grobkeramik - also Ziegeln, Rohren und feuerfesten Baustoffen - und Feinkeramiken wie Porzellan oder anderen Töpferwaren [1].

Über die Qualität und Eigenschaften der Keramik entscheidet deren Zusammensetzung und die Reinheit der verwendeten Rohstoffe – Das Geheimnis liegt in der Rezeptur und in der Aufbereitung der Stoffe.

Porzellan, die edelste Form der Keramiken, besteht aus Feldspat, Porzellanerde, also verwitterter teilweise zu Kaolinit umgewandelter Feldspat und Quarz. Jeder dieser Rohstoffe erfüllt wichtige Aufgaben:

Kaolinit sorgt dafür dass die keramische Masse gut form- und gießbar ist.
Feldspat ist ein meist weißliches oder rötliches Silikatmineral, Hauptbestandteil vieler Gesteine und beispielsweise in einem typischen Granit zu finden. Bei den hohen Temperaturen schmilzt Feldspat und bildet den Kit, der die übrigen Rohstoffe zusammenhält.
Der Zuschlag von Quarz sorgt für Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und die notwendige Härte der gebrannten Masse [1]. Quarz ist ebenso wie Feldspat eines der wichtigsten gesteinsbildenden Minerale. Besonders reiner Quarz wird zum Beispiel in hydrothermalen Gängen gefunden.

Im kleinsten Bergwerk Deutschlands

Die Porzellanmanufaktur Meißen ist auch außerhalb Deutschlands bekannt für seine hochwertigen Produkte. Zu verdanken ist dies unter anderem dem ungewöhnlich reinen Kaolinit, der in Deutschlands kleinstem Bergwerk nahe der Ortschaft Seilitz gewonnen wird. Durch den hohen Kaolinanteil des Meißner Porzellans muss die Rohmasse bei Temperaturen von bis zu 1450°C gebrannt werden [4].

Quellen

[1] Josef Maeser GmbH, kleine Material- und Produktkunde. URL: https://www.maeser.at/maeser/cms/DE/DE/web/media3/DOK_KAT_KleineMaterialundProduktkunde/DL.pdf, letzter Zugriff am 23.12.2018.
[2] Mämpel, U. (2008) : Keramik. Kultur- und Technikgeschichte eines gebrannten Werkstoffs, Hohenberg 2003, Zweckverband Dt. Porzellanmuseum.
[3] Verband der Keramischen Industrie e. V. (VKI), Keramik im Automobil, URL: http://www.keramverband.de/keramik/pdf/05/sem05_14.pdf, letzter Zugriff am 23.12.2018.
[4] Mitteldeutsche Zeitung, Beitrag zum Meissener Porzellan, URL: https://www.mz-web.de/nachrichten/meissener-porzellan-das-weisse-gold-stammt-aus-einem-mini-bergwerk-8950612, letzter Zugriff am 23.12.2018.

Bildquelle Titelbild: Teetasse, congerdesign auf Pixabay, URL: https://pixabay.com/de/photos/pokal-abschlag-porzellan-trinken-829527/, letzter Zugriff: 17.06.2019

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