Die Wissenschaft der Siliciumdioxid-Keramik – Die organische chemische Industrie wird in naher Zukunft in großen Mengen produzieren

Veröffentlichungsdatum : 11 October 2024

Verfasst von : Preeti Wani

Siliciumdioxidkeramik ist ein keramischer Werkstoff, der aus winzigen, kugelförmigen Siliciumdioxidpartikeln besteht. Diese Partikel verschmelzen zu einem robusten und widerstandsfähigen Material, wodurch sich Siliciumdioxidkeramik ideal für Anwendungen eignet, die hohe Belastbarkeit erfordern, wie beispielsweise in der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt. Siliciumdioxidkeramik weist zudem interessante Eigenschaften hinsichtlich Schallübertragung und Lichtreflexion auf. Oberflächen aus diesem Material können daher als akustische Spiegel bzw. optische Linsen eingesetzt werden.

Die Funktion von Siliciumdioxid in der Keramik

• Siliziumdioxid ist ein wichtiger Bestandteil von Keramik, da es zur Bildung einer festen und haltbaren Grundlage für das keramische Material beiträgt. Es verbessert außerdem das Erscheinungsbild des fertigen Produkts durch Erhöhung seiner Lichtdurchlässigkeit.
• Siliziumdioxid findet sich in vielen verschiedenen Arten von Keramikmaterialien, darunter Porzellan, Steinzeug, Majolikafliesen, Steingutgefäße (Töpfe) und Terrakottafiguren.
• Dieses essentielle Mineral bietet Schutz vor Kratzern und Ausbleichen im Laufe der Zeit durch Sonnenlicht oder saure Umgebungen wie Regenwasserabfluss oder Küchenabfallentsorgung.

Was ist eine Keramikbeschichtung aus Siliziumdioxid?

Eine Siliziumdioxid-Keramikbeschichtung ist eine dünne Schutzschicht, die auf Metalloberflächen aufgetragen wird, um deren Haltbarkeit zu verbessern. Sie wird auch auf anderen Materialien wie Kunststoffen und Glas verwendet, um diese kratz- und fleckenbeständiger zu machen.

Die Vorteile der Verwendung einer Siliziumdioxid-Keramikbeschichtung sind zweifacher Natur:

• Erstens macht es das Material haltbarer.
• Zweitens schützt es das Material vor Umwelteinflüssen (sowohl aus der Luft als auch aus dem Wasser).

Auch wenn diese Art von Beschichtung nicht immer notwendig oder gar wünschenswert ist, kann ihre Verwendung zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer Ihrer Besitztümer führen.

Welche Art von Siliciumdioxid wird in Keramik verwendet?

Siliziumdioxid (SiO₂) ist eine Art von Kieselsäure, die häufig für Keramikfliesen, Arbeitsplatten und andere Dekorationsgegenstände verwendet wird. Es bietet gegenüber herkömmlicher, tonbasierter Keramik mehrere Vorteile, darunter seine Fleckenbeständigkeit und die Möglichkeit, es bei höheren Temperaturen zu brennen, ohne dass es an Qualität verliert. SiO₂ bildet zudem eine harte und widerstandsfähige Oberfläche und eignet sich daher ideal für Anwendungen wie Ziegeldächer oder Duschkabinen. Darüber hinaus benötigt SiO₂ keine Glasur oder Deckschicht, da sein Glanz von den natürlichen Eigenschaften des Minerals selbst herrührt.

Anwendungen für Siliciumdioxidkeramik

Es gibt viele potenzielle Anwendungsgebiete für Siliciumdioxid-Keramiken, und sie finden sich in einer Vielzahl von Branchen wieder.

• Ein Beispiel hierfür ist die Medizinbranche, wo Siliziumdioxid-Keramiken zur Herstellung von OP-Masken und anderen Geräten verwendet werden, die für die ordnungsgemäße Behandlung von Patienten notwendig sind.
• Siliziumkeramik hat auch viele potenzielle Einsatzmöglichkeiten in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise zur Herstellung von Behältern, die resistent gegen Verderb sind und Nährstoffe während der Lagerung erhalten.
• Sie können auch zur Herstellung von Windschutzscheiben für Autos oder Flugzeuge, Zahnimplantaten, Brillengläsern, Kochgeschirr wie antihaftbeschichteten Pfannen oder Spateln oder anderen Artikeln verwendet werden, die eine hohe Haltbarkeitsbewertung (CR) oder eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit erfordern.

Wie verbessert keramisches Silizium die Knochengesundheit?

Keramisches Silizium ist ein Mineral, das nachweislich die Knochengesundheit auf verschiedene Weise verbessert. Zum einen kann es das Risiko von Knochenbrüchen verringern, indem es die Aktivität von Osteoklasten hemmt. Osteoklasten sind Zellen, die Knochen und anderes Bindegewebe abbauen, was zu Knochenbrüchigkeit und Frakturen führen kann. Keramisches Silizium trägt außerdem zur Aufrechterhaltung eines gesunden Kollagenspiegels bei, der für starke Knochen wichtig ist. Darüber hinaus hilft es, den Kalziumverlust über Urin und Stuhl zu reduzieren. Dies unterstützt optimale Serumkonzentrationen von Mineralstoffen wie Magnesium und Kalium, die beide für die Knochengesundheit essenziell sind. Jüngsten Daten zufolge wies die Gruppe mit physiologischer Siliziumzufuhr eine um 30 % höhere Mineralisierungsrate und Knochenbildung auf. Zusätzlich wurde in der mit Silizium supplementierten Gruppe ein reduzierter Knochenabbau beobachtet.

Anleitung zur Installation von Silika-Keramik

Technologie in Wänden und Böden von Wohnhäusern?

Die Silikatkeramik-Technologie bietet zahlreiche Vorteile für jedes Haus, darunter eine bessere Wärmedämmung, einen geringeren Geräuschpegel und einen strapazierfähigeren Bodenbelag. Durch dieses Verfahren entsteht eine feste Verbindung zwischen Keramik und Quarz, die die beiden Materialien vor Feuchtigkeit und anderen Einflüssen schützt. Die so entstandene Wand- oder Bodenfläche behält ihre Farbe über die gesamte Lebensdauer, da keine Schadstoffe entstehen, wie sie bei herkömmlichen Farben und Lacken freigesetzt werden. Da die Technologie ungiftig ist, treten keine Allergien auf, und der Bedarf an Anstrichen oder anderen Pflegemaßnahmen ist deutlich geringer.

Die besten Silizium-Keramikprodukte für Bad, Küche und Haushalt

• Silikonmatte – Diese Matte aus 100 % Silikon eignet sich als Mauspad, Laptop- oder Tablet-Schutz, Untersetzer, Tischset und sogar als Staubtuch. Sie ist zudem ungiftig und spülmaschinenfest. Dank ihres hohen Siliziumdioxidanteils (über 94 % SiO₂) hält sie Temperaturen von bis zu 980 °C stand und ist damit sogar hitzebeständiger als Glasfasermatten. Allerdings ist das Material dadurch etwas weniger robust. Die Silikonmatte ist nur als ganze Rolle und in den Stärken 6,35 mm, 12,7 mm oder 25,4 mm erhältlich.
• Spülmittel-Pods mit Kieselerde – Diese Pods sind ideal für die Küche, da sie Öl und Flecken schnell und einfach von Geschirr entfernen, ohne Wasserflecken oder Rückstände zu hinterlassen. Zudem enthalten sie keine aggressiven Chemikalien und sind somit umweltfreundlich.
• Silica-Staubmopp – Dieser Mopp besteht zu 99 % aus reinem Silica-Pulver und entfernt nachweislich Schmutz, Essenskrümel, Ölflecken, Fliesenfugen und vieles mehr mit nur einem Wisch.
• „Tile Magic“ Reinigungstücher – Diese Tücher sind ausschließlich für die Anwendung auf Fliesen (und anderen harten Oberflächen) bestimmt. Sie helfen, hartnäckige Abriebspuren zu entfernen und hinterlassen die Oberfläche anschließend glänzend und glatt.
• "Magic Eraser Glasreiniger + Reinigungstücher" - Der Glasreiniger in diesem Set enthält natürliche Zitronensäure, die dabei hilft, Fettablagerungen auf Glasfenstern zu entfernen.

Vorteile von Siliziumkeramik

Siliziumdioxidkeramik ist eine Keramikart, die gegenüber herkömmlicher Keramik viele Vorteile bietet. Dazu gehören:

• Geringe Toxizität: Siliziumdioxid-Keramiken sind ungiftig und enthalten weder Blei noch Quecksilber oder andere schädliche Chemikalien. Dank ihrer geringen Reaktivität sind sie zudem kratzfest und widerstandsfähig gegen Beschädigungen.
• Hochtemperaturbeständigkeit: Siliciumdioxid ist bei hohen Temperaturen stabil und eignet sich daher für den Einsatz in Öfen, Herden und Kaminen.Industrieller Quarzsand kann daher unter extremen Bedingungen in verschiedenen Branchen verwendet werden. Jüngsten Daten zufolge beeinträchtigt die viskose Gleitung von SiO₂, das ursprünglich bei 1400 °C schmilzt, die Festigkeit des Keramikkerns unter hohen Temperaturen (>1400 °C) und Belastungen.
• Nicht poröse Oberfläche: Die nicht poröse Beschaffenheit von Silikatmaterialien verhindert die Aufnahme von Schmutz und anderen Verunreinigungen, wodurch Ihr Geschirr länger sauber bleibt und wie neu aussieht.

Schwierigkeiten bei der Herstellung von Quarzkeramik

• Die Verwendung von Siliciumdioxidkeramik hat einige Nachteile. Vor allem sind diese Materialien recht kostspielig.
• Zweitens sind sie nicht immer so stoß- oder witterungsbeständig wie andere Materialien.
• Schließlich müssen sie vorsichtig gehandhabt und transportiert werden, insbesondere wenn sie im Freien verwendet werden sollen.

Aktuelle Nachrichten

• Am 2. Februar 2022 kündigte US Silica Holdings, Inc. an, dass ein Teil seines Geschäftsbereichs für Industrie- und Spezialprodukte die Preise für die überwiegende Mehrheit seiner nicht vertraglich gebundenen technischen Tonprodukte erhöhen wird, die hauptsächlich in der Petrochemie, der Industrieöl- und der Speiseölproduktion eingesetzt werden.
• Am 7. März 2022 stellte Desktop Metal, ein weltweit führender Anbieter additiver Fertigungstechnologie für die Massenproduktion, die X-Series Binder-Jetting-3D-Drucksysteme für Keramik- und Metallpulver in verschiedenen Partikelgrößen vor.

Verwendung von Siliziumdioxidkeramik in Nordamerika

Siliziumdioxidkeramik gewinnt in Nordamerika aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, wie hoher Festigkeit, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und Korrosionsbeständigkeit, weiterhin an Bedeutung. Dadurch eignet sie sich gut für Anwendungen, die hohe Temperaturen oder chemische Beständigkeit erfordern. Zusätzlich treiben die wachsenden Automobil- sowie Öl- und Gasindustrien die Nachfrage nach diesem Produkt an. Jüngsten Daten zufolge sind in den USA 2,3 Millionen Arbeitnehmer am Arbeitsplatz Siliziumdioxid ausgesetzt.