Keramik Bremsscheiben

Dies ist die neue Episode der Dokumentationsreihe "How It's Made" (Originaltitel How It's Made) von Production MAJ Inc, die von diversen Sendern der Discovery-Gruppe gesendet wird und die das Geheimnis dieses komplexen Prozesses zur Produktion von Carbon-Keramikscheiben enthüllt.

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Kohlenstoffkeramik sind keramische Siliziumkarbid-Verbundwerkstoffe, die mit Kohlefasern verstärkt sind. Carbon-Keramik wird hauptsächlich in Luxus- und Sportwagen für Bremsklötze und Bremsscheiben eingesetzt. Darüber hinaus ist das Material als Substitut für die derzeit verwendeten Keramikfliesen oder Ablationssysteme, die die Landungskapseln von Weltraumschiffen wie Sojus oder Space Shuttles wie dem Space Shuttle vor der Wärme des Wiedereintritts in die Atmosphäre bewahren, von Bedeutung.

Die am häufigsten eingesetzten Ablationssysteme sind Kombinationen von Materialien, die beim erneuten Eintritt durch die Wärme gesteuert abgebrannt und nicht wiederverwendet werden können. Durch den Einsatz von Carbon-Keramik-Bremsbelägen oder Bremsscheiben werden große und konstante Reibungskoeffizienten erreicht, und zwar ohne Fading-Effekt, d. h. ohne Oberflächenfeuchte und Wärme. Durch die Korrosionsfestigkeit des Werkstoffes (keine Salz-Korrosion im Winter) wird die Standzeit der Bremsscheiben erhöht.

Zudem sind sie bis zu 70% leichter als konventionelle Bremsscheiben. Darüber hinaus bieten Kohlenstoffkeramiken eine sehr niedrige Rohdichte in Kombination mit einer hohen spezifischen Stärke, wodurch die Absolutwerte dieser Keramiken geringer sind als die von Chrom. Kohlenstoffkeramiken haben derzeit deutlich teurere Herstellungskosten als die konventionell eingesetzten Werkstoffe. Ein Grund dafür ist, dass es nicht möglich ist, defekte Bremsscheiben wie z.B. eine gegossene Bremsscheibe einzuschmelzen.

Bremsscheiben aus diesem Werkstoff werden daher derzeit nur für Sport- und Oberklassefahrzeuge im oberen Preissegment offeriert; es wird sich zeigen, ob sich Bremsscheiben aus diesem Werkstoff im mittleren Fahrzeugsegment behaupten werden. Einfache Keramik-Bremsscheiben können aufgrund ihres niedrigen Gewichtes ohne aufwändige Innenraumbelüftung in Leichtfahrzeugen mit großem Innovationspotential (z.B. reine Elektrofahrzeuge) eingesetzt werden.

Keramische Bremsscheiben, vergleichbar mit herkömmlichen Bremsscheiben, fangen an, unter hoher Last zu leuchten. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit dieser Keramik steigt die Temperatur im Vergleich zu Metallscheiben (1300 °C) an. In der unmittelbaren Nähe solcher Bremsscheiben muss daher auf ein erhöhtes Temperatureniveau geachtet werden, das von den Bremsanlagenherstellern durch bauliche Massnahmen gewährleistet wird.