WAK Material 3: Unterschied zwischen den Versionen

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=Wärmeausdehnungkoeffizient und linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α=
=Wärmeausdehnungskoeffizient=
[[File:Kelvin_Grad_Celsius.png|thumb|right|100px| Kelvin und Grad Celsius]]
 
[[File:Längenausdehnungskoeffizient.png|thumb|right|200px| Längenausdehnungskoeffizient ''α ''bzw. linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''α'']]
 
Der '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizient (WAK) ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Material bei Temperaturänderung ausdehnt oder staucht. Der WAK-Wert wird in 1/K (1 / Kelvin) angegeben.
Der '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizient (WAK) ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Werkstoff bei Temperaturänderung ausdehnt (auseinandergezogen wird) oder staucht (zusammengedrückt wird). Der WAK-Wert wird normalerweise in 10<sup>-6</sup> · K<sup>-1</sup> angegeben.
 
[[File:Kelvin_Grad_Celsius.png|thumb|right|100px| Kelvin und Grad Celsius]]Die '''Einheit Kelvin (K)''' ist wie Grad Celsius eine Temperatureinheit (siehe Abbildung rechts). Grad Celsius hat seinen Nullpunkt bei dem Gefrierpunkt von Wasser (bei 0°C gefriert Wasser). Kelvin hat seinen Nullpunkt bei dem Punkt, an dem es keine thermische Bewegung mehr gibt. 0 K sind -237,15 °C. Ansonsten bleibt alles gleich. Eine Temperaturänderung von 1 K ist genauso groß wie eine Temperaturänderung von 1°C.


Dabei bedeutet stauchen das gegenteil von dehnen. Man könnte zu Stauchung auch negative Dehnung sagen.
'''Ein Beispiel''': Ein 1 Meter lange Kupferstange mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 16,4 · 10<sup>-6</sup> 1/K wird sich bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin auf 1,0000164 Meter dehnen (1m+1m*16,4 · 10<sup>-6</sup>1/K · 1K).  


Kelvin ist wie Grad Celsius eine Temperatureinheit. Während Grad Celsius bei dem Gefrierpunkt von Wasser beginnt (bei 0°C gefriert Wasser), bedeutet 0 K, dass keine thermische Bewegung mehr im Atom stattfindet. 0 K sind -237,15 °C. Ansonsten bleibt alles gleich. Eine Termperaturänderung von 1 K ist das selbe wie eine Temperaturänderung von 1°C.
== Bedeutung des WAK in der Zahntechnik ==
[[File:Aufbrennlegierung_Keramik_Verbindungsbereich.png|thumb|right|200px|Die Aufbrennlegierung und Keramik sind im Verbindungsbereich miteinander verbunden]]
Der WAK von Dentallegierungen ist in Legierungstabellen von großer Bedeutung. Deutlich wird dies bei der Abkühlung von zwei miteinander verbunden Werkstoffen die unterschiedliche WAK-Werte haben. In der Zahntechnik passiert dies beim Aufbrennen und anschließenden Abkühlen einer Keramik auf eine Aufbrennlegierung.


Der lineare '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizient (WAK) α ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Material bei Temperaturänderung <u>in eine Richtung</u> (linear) ausdehnt oder staucht. Der lineare WAK α wird normalerweise in den Einheiten  &mu;m/m  · K (Mikrometer durch Meter mal Kelvin) angegeben (Umgerechnet auf Längenänderungen).  
Die Keramik ist im Verbindungsbereich zwischen Keramik und Aufbrennlegierung fest mit der Aufbrennlegierung verbunden. In diesem Bereich sind bei dem Abkühlvorgang beide Werkstoffe gezwungen sich gleich zu stauchen, auch wenn beide Werkstoffe unterschiedliche WAK-Werte haben und sich somit normalerweise anders stauchen würden.


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'''Im Verbindungsbereich''' werden beim Abkühlvorgang die Aufbrennlegierung und Keramik gezwungen sich '''gleich zu stauchen'''.
[[File:Kelvin_Grad_Celsius.png|thumb|right|100px| Kelvin und Grad Celsius]]
Der '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizent (WAK) ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Material bei einer Temperaturänderung ausdehnt (thermische expansion) oder zusammenzieht (thermische kontraktion).
Der WAK wird üblicherweise in der Einheit 1/K (eins durch Kelvin) angegeben. Kelvin ist eine Maßeinheit für die Temperatur und wird in der Wissenschaft und Technik verwendet. Die Einheit Kelvin wird genutzt um die thermische Bewegung der Atome anzugeben. 0 Kelvin bedeutet, dass es keine Bewegung der Atome gibt. In Bezug auf Grad Celcius (°C) sind 0 Kelvin das gleiche wie -273,15 Grad Celsius. 273,15 Kelvin sind 0 Grad Celsius und 373,15 Kelvin somit 100 Grad Celsius.
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== Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α ==


'''Im äußeren Bereich''' werden sich beim Abkühlvorgang die Aufbrennlegierung und Keramik '''normal stauchen'''.


Festkörper expandieren bei Erwärmung, da die Atome sich mehr bewegen und daher mehr Platz nutzen. Die Ausdehnung in eine Raumrichtung wird als linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' oder als Längenausdehnungskoeffizienten α angegeben.
Deutlich wird dies in den folgenden 3 Fällen:
Der linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' beschreibt, um den wievielten Teil seiner Länge sich ein Körper bei einer Temperaturerhöhung um 1 K verlängert (und bei Temperatursenkung verkürzt). Der lineare WAK wird normalerweise in den Einheiten  &mu;m/m  · K (Mikrometer durch Meter mal Kelvin) angegeben.


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'''1. WAK_Legierung = WAK_Keramik'''. (Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik.)
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'''2. WAK_Legierung < WAK_Keramik'''. (Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik.)


== Bedeutung des WAK in der Zahntechnik ==
'''3. WAK_Legierung > WAK_Keramik'''. (Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik.)


Der WAK von Dentallegierungen ist in Legierungstabellen von großer Bedeutung. Deutlich wird dies bei der Abkühlung von zwei miteinander verbunden Werkstoffen, wie bei der Verbindung von Keramik mit einem Metallgerüst.
=== 1. WAK_Legierung = WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik. ===


Die Keramik ist im Verbindungsbereich zwischen Keramik und Metallgerüst fest mit dem Metallgerüst verbunden. Die Werkstoffe werden an der Verbindungsstelle gezwungen sich stärker/schwächer zu dehnen/stauchen als sie es normalerweise würden. Dabei enstehen Zugspannungen (bei Dehnung) Druckspannungen (bei Stauchung).
[[File:Aufbrennlegierung_gleich_Keramik_WAK.png|thumb|right|200px| WAK_Legierung = WAK_Keramik]]
Im Abkühlvorgang stauchen sich die Legierung und die Keramik gleich stark.  


Deutlich wird dies in folgenden 3 Fällen:
Leider gibt es dies in der Praxis nie, da man nie absolut gleiche WAK-Werte bei zwei Stoffen erreichen kann. Daher werden in Legierungstabellen meist mittlere WAK-Werte angegeben oder Bereiche, da man immer Abweichungen hat.
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1. Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik. WAK_Legierung = WAK_Keramik.


2. Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik. WAK_Legierung > WAK_Keramik.


3. Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik. WAK_Legierung < WAK_Keramik.
=== 2. WAK_Legierung < WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik. ===
[[File:WAK_schlecht_2.png|thumb|right|200px|WAK_Legierung < WAK_Keramik]]
Im Abkühlvorgang staucht sich die Keramik mehr als die Aufbrennlegierung.  


=== 1. Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik. ===
Im '''äußeren Bereich''' kann sich die Keramik und die Aufbrennlegierung im Abkühlvorgang normal stauchen (siehe Abbildung).  
[[File:Wak.gif|thumb|100px|right|WAK_Legierung = WAK_Keramik]] Beide Werkstoffe dehnen und stauchen sich gleichstark. Leider gibt es dies in der Praxis nie, da man nie absolut gleiche WAK-Werte bei zwei Stoffen erreichen kann. Die Gefahr wäre demnach sehr groß, dass bei kleinen Abweichungen in der Legierung oder in der Keramik der WAK-Wert der Legierung kleiner ist als der WAK-Wert der Keramik (siehe 3. Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik).
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=== 2. Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik. ===
Im '''Verbindungsbereich''' kann die Keramik sich nicht so stark stauchen wie sie normalerweise würde (siehe Abbildung). Die Keramik wird im Verbindungsbereich von der Legierung auseinander gezogen, die Keramik dehnt sich also im Verbindungsbereich stärker. Dies führt zu Zugspannungen. Geringe Zugspannungen führen bereits zu Rissen in der Keramik.  
Im Abkühlungsvorgang kontrahiert die Legierung stärker als die Keramik. Im äußeren Bereich kann sich die Keramik normal kontrahieren. Da die Keramik an der Legierung haftet, wird die Keramik an dem Verbindungsbereich gezwungen etwas kleiner zu werden als sie normalerweise würde (sie wird stärker zusammen gedrückt). Dies führt zu Druckspannungen (wird zusammen gedrückt). Druckspannungen sind für spröde Werkstoffe wie Keramiken unproblematisch. Optimal ist für die Legierung ein um 0,5 bis 1 µm/m*K größerer linearer WAK-Wert.
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Datei:Wak gut.gif|WAK_Legierung > WAK_Keramik
Wak_schlecht.gif|WAK_Legierung < WAK_Keramik
Datei:WAK gut 2.png|WAK_Legierung > WAK_Keramik, obere Kante der Keramik normale Kontraktion, untere Kante der Keramik gezwungene Kontraktion
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=== 3. WAK_Legierung > WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik. ===
[[Datei:WAK gut 2.png|thumb|right|200px|WAK_Legierung > WAK_Keramik]]
Im Abkühlungsvorgang staucht sich die Legierung stärker als die Keramik.


=== 3. Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik. ===
Im '''äußeren Bereich''' kann sich die Keramik und die Aufbrennlegierung im Abkühlvorgang normal stauchen (siehe Abbildung).
Im Abkühlungsvorgang kontrahiert die Keramik stärker als die Legierung. Im äußeren Bereich kann die Keramik normal kontrahieren. Da die Keramik an der Legierung haftet, wird die Keramik in diesem Grenzbereich dazu gezwungen etwas größer zu werden als sie normalerweise würde (sie wird auseinander gezogen). Dies führt zu Zugspannung (wird auseinander gezogen). Zugspannungen führen bei spröden Werkstoffen wie Keramiken zu Rissbildung, da spröde Werkstoffe wie Keramik die Zugspannungen nicht gut aufnehmen können.
 
Im '''Verbindungsbereich''' kann die Keramik sich nicht so stark stauchen wie sie normalerweise würde (siehe Abbildung). Die Keramik wird im Verbindungsbereich von der Legierung zusammengedrückt, die Keramik staucht sich also im Verbindungsbereich stärker. Keramiken können großen Druckspannungen stand halten. Der WAK der Keramik darf bis zu 1·10<sup>-6</sup> 1/K kleiner sein.
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Wak_schlecht.gif|WAK_Legierung < WAK_Keramik
Datei:Wak gut.gif|WAK_Legierung > WAK_Keramik
WAK_schlecht_2.png|WAK_Legierung < WAK_Keramik, obere Kante der Keramik normale Kontraktion, untere Kante der Keramik gezwungene Kontraktion
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<!--[[File:Wak.gif|thumb|100px|right|WAK_Legierung = WAK_Keramik]]-->
 
 
 
=== Optimaler Legierungs-WAK und der Grund für Risse und Abplatzungen in der Verblendung ===
=== Optimaler Legierungs-WAK und der Grund für Risse und Abplatzungen in der Verblendung ===
Die Legierung und die Keramik müssen demnach aufeinander abgestimmt sein. Optimal ist für die Legierung ein um 0,5 bis 1 µm/m*K größeren linearer WAK-Wert. So wird die Legierung bei der Abkühlung stärker kontrahieren und die Keramik (die an der Legierung haftet) wird leicht zusammengedrückt (siehe Fall 2: WAK_Legierung > WAK_Keramik).
Die Legierung und die Keramik müssen aufeinander abgestimmt sein. Optimal ist für die Legierung ein um 0,5 bis 1 ·10<sup>-6</sup> 1/K größeren WAK-Wert. So staucht sich die Legierung bei der Abkühlung stärker und die Keramik (die an der Legierung haftet) wird leicht zusammengedrückt (siehe Fall 3: WAK_Legierung > WAK_Keramik).


Ist der WAK der Legierung viel größer als der WAK der Keramik führt dies zu Abplatzungen, da die Keramik gezwungen wird, stark zu schrumpfen und somit die Druckspannung (Keramik wird zusammengedrückt) sehr hoch wird. Ist der WAK der Legierung viel kleiner als der WAK der Keramik, führt dies zu Rissen, da die Keramik gezwungen wird, sich stark auszudehnen und somit die Zugspannung (Keramik wird auseinander gezogen) sehr hoch wird.
Ist der WAK der Legierung viel größer als der WAK der Keramik führt dies zu Abplatzungen, da die Keramik gezwungen wird, stark zu schrumpfen und somit die Druckspannung (Keramik wird zusammengedrückt) zu hoch wird. Ist der WAK der Legierung viel kleiner als der WAK der Keramik, führt dies zu Rissen, da die Keramik gezwungen wird, sich stark auszudehnen und somit die Zugspannung (Keramik wird auseinander gezogen) zu hoch wird.


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WAK_Keramik_Abplatzung.png|WAK_Legierung viel größer als WAK_Keramik
WAK_Keramik_Abplatzung.png|WAK_Legierung viel größer als WAK_Keramik
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Zusatzinfos:
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'''Temperatur in Kelvin und die thermische Bewegung der Atome'''
'''Temperatur in Kelvin und die thermische Bewegung der Atome'''
[[File:Kelvin_Grad_Celsius.png|thumb|right|100px| Kelvin und Grad Celsius]]
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[[File:Thermische_Expansion.gif|thumb|right|100px| Thermische Expansion und Kontraktion - zum Animieren anklicken]]
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== Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α ==
Der lineare '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizient (WAK) α ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Werkstoff bei Temperaturänderung <u>in eine Richtung</u> (linear) ausdehnt oder staucht. Der lineare WAK α wird normalerweise in den Einheiten  &mu;m/m  · K (Mikrometer durch Meter mal Kelvin) angegeben (Umgerechnet auf Längenänderungen).


[[File:Kelvin_Grad_Celsius.png|thumb|right|100px| Kelvin und Grad Celsius]]
Der '''W'''ärme'''a'''usdehnungs'''k'''oeffizent (WAK) ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Material bei einer Temperaturänderung ausdehnt (thermische expansion) oder zusammenzieht (thermische kontraktion).
Der WAK wird üblicherweise in der Einheit 1/K (eins durch Kelvin) angegeben. Kelvin ist eine Maßeinheit für die Temperatur und wird in der Wissenschaft und Technik verwendet. Die Einheit Kelvin wird genutzt um die thermische Bewegung der Atome anzugeben. 0 Kelvin bedeutet, dass es keine Bewegung der Atome gibt. In Bezug auf Grad Celcius (°C) sind 0 Kelvin das gleiche wie -273,15 Grad Celsius. 273,15 Kelvin sind 0 Grad Celsius und 373,15 Kelvin somit 100 Grad Celsius.
Festkörper expandieren bei Erwärmung, da die Atome sich mehr bewegen und daher mehr Platz nutzen. Die Ausdehnung in eine Raumrichtung wird als linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' oder als Längenausdehnungskoeffizienten α angegeben.
Der linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' beschreibt, um den wievielten Teil seiner Länge sich ein Körper bei einer Temperaturerhöhung um 1 K verlängert (und bei Temperatursenkung verkürzt). Der lineare WAK wird normalerweise in den Einheiten  &mu;m/m  · K (Mikrometer durch Meter mal Kelvin) angegeben.
[[File:Längenausdehnungskoeffizient.png|thumb|right|200px| Längenausdehnungskoeffizient ''&alpha; ''bzw. linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'']]
Die Formel zum Umrechnen sieht so aus:  
Die Formel zum Umrechnen sieht so aus:  
  Temperatur in Kelvin = Temperatur in Grad Celsius + 273,15.
  Temperatur in Kelvin = Temperatur in Grad Celsius + 273,15.


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<br><br><br><br><br><br><br><br>'''Ergänzung zum linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten'''
 
'''Ergänzung zum linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten'''


Ein Beispiel: Der Längenausdehnungskoeffizienten ''&alpha;'' von Kupfer ist:
Ein Beispiel: Der Längenausdehnungskoeffizienten ''&alpha;'' von Kupfer ist:


  16,4 · 10<sup>-6</sup>/K,
  16,4 · 10<sup>-6</sup>1/K,


so wird sich z.B. eine 1 Meter lange Kupferstange mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 16,4 · 10<sup>-6</sup> 1/K bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin auf 1,0000164 Meter dehnen (1m+1m*16,4 · 10<sup>-6</sup>1/K · 1K). Bei vielen Feststoffen (z.B. Dentallegierung) expandieren und kontrahieren die Stoffe in alle Raumrichtungen mit dem Längenausdehnungskoeffizienten α.
so wird sich z.B. eine 1 Meter lange Kupferstange mit einem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 16,4 · 10<sup>-6</sup> 1/K bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin auf 1,0000164 Meter dehnen (1m+1m*16,4 · 10<sup>-6</sup>1/K · 1K). Bei vielen Feststoffen (z.B. Dentallegierung) expandieren und kontrahieren die Stoffe in alle Raumrichtungen mit dem Längenausdehnungskoeffizienten α.
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Deshalb kann man den linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' von Kupfer auch mit 16,4 &mu;m/m  · K angeben.
Deshalb kann man den linearer Wärmeausdehnungskoeffizient ''&alpha;'' von Kupfer auch mit 16,4 &mu;m/m  · K angeben.
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Hersteller von Keramikmassen müssen also auch den WAK ihrer Werkstoffe angeben, damit Zahntechniker die richtige Legierung zur Keramik auswählen können. So schreibt die Firma VITA z.B. auf ihrer Hompage:"... VITA VM 13 wurde als spezielle Verblendkeramik mit Feinstruktur für alle gängigen Legierungen im WAK-Bereich 13,8 - 15,2 entwickelt ..." . Im Datenblatt der Keramik wird der WAK der Keramik mit 13,1 - 13,6 angegeben.


Zusatzinfos:
Zusatzinfos:
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Negativbeispiel mit vielen Fehlern: https://www.wegold.de/glossar/40-glossar-fachbegriffe/glossar-zahntechnik/280-wak
Negativbeispiel mit vielen Fehlern: https://www.wegold.de/glossar/40-glossar-fachbegriffe/glossar-zahntechnik/280-wak
Die Aufbrennlegierung und die Keramikmasse dehnen sich eventuell unterschiedlich aus und ziehen sich unterschiedlich zusammen. Die Keramik ist jedoch an der Legierungsoberfläche befestigt und wird so von der Legierung gezwungen sich stärker auszudehnen/zusammenzuziehen als sie normalerweise würde.


ChatGPT vom 04.03.2023:
ChatGPT vom 04.03.2023:

Aktuelle Version vom 27. Oktober 2023, 09:00 Uhr

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Wärmeausdehnungskoeffizient

Der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) ist ein Materialwert, der angibt, wie stark sich ein Werkstoff bei Temperaturänderung ausdehnt (auseinandergezogen wird) oder staucht (zusammengedrückt wird). Der WAK-Wert wird normalerweise in 10-6 · K-1 angegeben.

Kelvin und Grad Celsius

Die Einheit Kelvin (K) ist wie Grad Celsius eine Temperatureinheit (siehe Abbildung rechts). Grad Celsius hat seinen Nullpunkt bei dem Gefrierpunkt von Wasser (bei 0°C gefriert Wasser). Kelvin hat seinen Nullpunkt bei dem Punkt, an dem es keine thermische Bewegung mehr gibt. 0 K sind -237,15 °C. Ansonsten bleibt alles gleich. Eine Temperaturänderung von 1 K ist genauso groß wie eine Temperaturänderung von 1°C.

Ein Beispiel: Ein 1 Meter lange Kupferstange mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 16,4 · 10-6 1/K wird sich bei einer Temperaturerhöhung um 1 Kelvin auf 1,0000164 Meter dehnen (1m+1m*16,4 · 10-61/K · 1K).

Bedeutung des WAK in der Zahntechnik

Die Aufbrennlegierung und Keramik sind im Verbindungsbereich miteinander verbunden

Der WAK von Dentallegierungen ist in Legierungstabellen von großer Bedeutung. Deutlich wird dies bei der Abkühlung von zwei miteinander verbunden Werkstoffen die unterschiedliche WAK-Werte haben. In der Zahntechnik passiert dies beim Aufbrennen und anschließenden Abkühlen einer Keramik auf eine Aufbrennlegierung.

Die Keramik ist im Verbindungsbereich zwischen Keramik und Aufbrennlegierung fest mit der Aufbrennlegierung verbunden. In diesem Bereich sind bei dem Abkühlvorgang beide Werkstoffe gezwungen sich gleich zu stauchen, auch wenn beide Werkstoffe unterschiedliche WAK-Werte haben und sich somit normalerweise anders stauchen würden.

Im Verbindungsbereich werden beim Abkühlvorgang die Aufbrennlegierung und Keramik gezwungen sich gleich zu stauchen.
Im äußeren Bereich werden sich beim Abkühlvorgang die Aufbrennlegierung und Keramik normal stauchen.

Deutlich wird dies in den folgenden 3 Fällen:

1. WAK_Legierung = WAK_Keramik. (Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik.)

2. WAK_Legierung < WAK_Keramik. (Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik.)

3. WAK_Legierung > WAK_Keramik. (Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik.)

1. WAK_Legierung = WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist gleich dem WAK der Keramik.

WAK_Legierung = WAK_Keramik

Im Abkühlvorgang stauchen sich die Legierung und die Keramik gleich stark.

Leider gibt es dies in der Praxis nie, da man nie absolut gleiche WAK-Werte bei zwei Stoffen erreichen kann. Daher werden in Legierungstabellen meist mittlere WAK-Werte angegeben oder Bereiche, da man immer Abweichungen hat.






2. WAK_Legierung < WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist kleiner als der WAK der Keramik.

WAK_Legierung < WAK_Keramik

Im Abkühlvorgang staucht sich die Keramik mehr als die Aufbrennlegierung.

Im äußeren Bereich kann sich die Keramik und die Aufbrennlegierung im Abkühlvorgang normal stauchen (siehe Abbildung).

Im Verbindungsbereich kann die Keramik sich nicht so stark stauchen wie sie normalerweise würde (siehe Abbildung). Die Keramik wird im Verbindungsbereich von der Legierung auseinander gezogen, die Keramik dehnt sich also im Verbindungsbereich stärker. Dies führt zu Zugspannungen. Geringe Zugspannungen führen bereits zu Rissen in der Keramik.





3. WAK_Legierung > WAK_Keramik. Der WAK der Legierung ist größer als der WAK der Keramik.

WAK_Legierung > WAK_Keramik

Im Abkühlungsvorgang staucht sich die Legierung stärker als die Keramik.

Im äußeren Bereich kann sich die Keramik und die Aufbrennlegierung im Abkühlvorgang normal stauchen (siehe Abbildung).

Im Verbindungsbereich kann die Keramik sich nicht so stark stauchen wie sie normalerweise würde (siehe Abbildung). Die Keramik wird im Verbindungsbereich von der Legierung zusammengedrückt, die Keramik staucht sich also im Verbindungsbereich stärker. Keramiken können großen Druckspannungen stand halten. Der WAK der Keramik darf bis zu 1·10-6 1/K kleiner sein.









Optimaler Legierungs-WAK und der Grund für Risse und Abplatzungen in der Verblendung

Die Legierung und die Keramik müssen aufeinander abgestimmt sein. Optimal ist für die Legierung ein um 0,5 bis 1 ·10-6 1/K größeren WAK-Wert. So staucht sich die Legierung bei der Abkühlung stärker und die Keramik (die an der Legierung haftet) wird leicht zusammengedrückt (siehe Fall 3: WAK_Legierung > WAK_Keramik).

Ist der WAK der Legierung viel größer als der WAK der Keramik führt dies zu Abplatzungen, da die Keramik gezwungen wird, stark zu schrumpfen und somit die Druckspannung (Keramik wird zusammengedrückt) zu hoch wird. Ist der WAK der Legierung viel kleiner als der WAK der Keramik, führt dies zu Rissen, da die Keramik gezwungen wird, sich stark auszudehnen und somit die Zugspannung (Keramik wird auseinander gezogen) zu hoch wird.