Metall-Keramik-Komposite – Materialien mit Zukunft

Metall-Keramik-Komposite ermöglichen Eigenschaftskombinationen, die mit klassischen Werkstoffen nicht realisierbar sind – etwa gute elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Härte oder Verschleißfestigkeit. Am Fraunhofer IFAM entwickeln wir diese Multi‑Material‑Werkstoffe entlang der gesamten Prozesskette: von der Materialentwicklung über die Aufbereitung bis zur Formgebung und Anwendung.

 

Was sind Metall-Keramik-Komposite?

Kompositwerkstoffe bestehen aus mindestens zwei unterschiedlichen Phasen, die sich zu einem Werkstoff mit neuen, erweiterten Eigenschaften verbinden. Bei Metall-Keramik-Kompositen mit Durchdringungsstruktur sind metallische und keramische Phasen fein durchmischt aber jeweils in sich zusammenhängend – eine Mikrostruktur, die nur durch pulvertechnologische Verfahren realisierbar ist.

Das Ergebnis: Werkstoffe, die typisch metallische Eigenschaften wie elektrische oder thermische Leitfähigkeit mit typisch keramischen Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit vereinen.

 

Individuelle Eigenschaftskombinationen für vielfältige Anwendungen

Je nach Zusammensetzung entstehen Materiallösungen für unterschiedlichste Anwendungen:

• Härte + Leitfähigkeit – für mechanisch beanspruchte elektrische Kontaktwerkstoffe, Relais oder stromführende Komponenten
• Zähigkeit + Verschleißfestigkeit – für Schneidwerkzeuge, Messer und Scheren mit höherer Bruchfestigkeit als reine Keramiken
• Hochtemperaturbeständigkeit + Formbarkeit – für Wärmetauscher, Hochtemperaturkomponenten sowie Bauteile im Maschinenbau oder in der Luftfahrt
• Optik + Haptik – für Design- und Konsumgüter, bei denen Funktionalität und Ästhetik gleichermaßen zählen

 

Vom Pulver zum Bauteil: Entwicklung, Aufbereitung und Formgebung

Unsere Forschung umfasst die gesamte Prozesskette – vom Material zum funktionsfähigen Bauteil:

1. Materialentwicklung

• Auswahl geeigneter metallischer und keramischer Komponenten
• Anpassung der Materialkombination an die Zielanwendung
• Optimierung von Leitfähigkeit, Härte, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit oder Temperaturbeständigkeit

2. Aufbereitung der Komposite

• Herstellung homogener, stabiler Materialsysteme
• Entwicklung geeigneter Sinterwerkstoffe
• Sicherstellung reproduzierbarer Materialqualität

3. Formgebung und Bauteilfertigung

• Metal Injection Molding (MIM) für komplexe Geometrien
• Extrusion für langgestreckte oder profilierte Bauteile
• Additive Fertigung für individualisierte oder funktionsintegrierte Komponenten

So entstehen Bauteile mit einer großen Bandbreite an Formen und Eigenschaften, die sowohl funktional als auch wirtschaftlich überzeugen – ideal für Teilehersteller, Zulieferer, OEMs und Materialaufbereiter.

 

Neue Möglichkeiten für Ihre Branche

Metall‑Keramik‑Komposite bieten großes Innovationspotenzial für zahlreiche Industrien, darunter:

• Automotive: verschleißfeste Komponenten, elektrische Kontaktwerkstoffe
• Maschinenbau: hochbelastbare Funktionsbauteile
• Medizintechnik: präzise, biokompatible Schneid- und Funktionswerkstoffe
• Luftfahrt: leichte, temperaturbeständige Multi‑Material‑Bauteile
• Schneidgeräteindustrie: bruchunempfindliche, extrem harte Schneidstoffe
• Elektroindustrie: leitfähige, mechanisch robuste Kontaktmaterialien

 

Denken Sie neue Materialien mit uns

Metall-Keramik-Komposite bieten ein enormes Potenzial für neue Anwendungen. Entwickeln Sie gemeinsam mit uns Bauteile, die zuvor nicht realisierbar waren – weil erst die Kombination metallischer und keramischer Eigenschaften die gewünschte Funktion ermöglicht.

Kontaktieren Sie uns. Wir unterstützen Sie gern mit:

• Materialberatung und Machbarkeitsanalysen
• Entwicklung maßgeschneiderter Materialsysteme
• Prototypenfertigung und Kleinserien
• Prozessentwicklung und Skalierung

Lassen Sie uns gemeinsam herausfinden, welches Potenzial in Ihrer Anwendung steckt!