Technische Keramik, die aus dem Oxid des elementaren Metalls „Zirkonium“ durch ein Sinterverfahren hergestellt wird.
Die genauere chemische Bezeichnung lautet Zirkoniumdioxid. Dieser Werkstoff gehört zur Gruppe der Oxidkeramiken, zu der auch Aluminiumoxid zählt, im Uhrenbau bekannt durch (polykristallines) Saphirglas und Rubin.
Der Begriff Keramik wird im Alltag wesentlich enger verstanden als er in technischen Zusammenhängen heute bedeutet. Während Keramik in erster Linie an Ton- und Porzellanprodukte, also spezielle Silikat-Keramiken, denken lässt, liegt ein großer Anwendungsbereich längst auch in der Technik, wie etwa bei Kugellagern, Gleitlagern oder Triebwerksteilen. Zu den hier eingesetzten modernen Keramikarten zählt an hervorragender Stelle Zirkoniumdioxid.
Während die historisch weit zurückdatierbaren, herkömmlichen Keramiken aus natürlichen Rohstoffen und bei relativ geringen Brenntemperaturen gewonnen werden können, erhalten die über die letzten 100 Jahren eingeführten technischen Keramiken ihre besonderen Eigenschaften erst unter Verwendung hochreiner synthetischer Ausgangsstoffe und dem Einsatz hoher Temperaturen und Drücke.
Ausgehend von einem sehr feinen Pulver (unter 1 µm Korndurchmesser) führt man zur Herstellung einer Zirkonoxidkeramik einen Sinterprozess durch, wie dies auch zur Herstellung traditioneller Keramik üblich ist. Dabei reicht die Temperatur knapp an den Schmelzpunkt des Keramikpulvers heran und lässt die feinen Körner des Pulvers zusammenbacken. Dieser Sinterprozess wird zur Herstellung einer technischen Zirkonoxidkeramik mit dem Vorgang des „Heiß-Isostatischen-Pressens“ verbunden, bei dem unter hohem (von allen Seiten einwirkenden) Druck gebrannt wird, so dass sich im Unterschied zur traditionellen Brenntechnik ein deutlich dichterer Werkstoff mit wesentlich feineren Kristallen ergibt.
Unter den resultierenden Eigenschaften dieses Werkstoffs sind hervorzuheben:
- hohe Hitzebeständigkeit bei geringer thermischer Ausdehnung
- elektrisch nicht leitend
- Biokompatibilität
- hohe Korrosionsbeständigkeit
- hohe Härte bei zugleich hoher mechanischer Festigkeit
Die beiden zuletzt genannten Punkte machen den Werkstoff für den Uhrenbau sehr attraktiv. Zirkonoxidkeramik zeichnet sich durch eine sehr hohe Resistenz gegenüber Kratzern aus, hat aber zugleich eine mechanische Festigkeit, die den Wert von Saphirglas mehr als verdoppelt. Dadurch erweist sich Zirkonoxidkeramik trotz seiner hohen Härte als nicht bruchgefährdet.
Durch Zugabe von Farbpartikeln kann das von Hause aus weißliche Zirkoniumdioxid ein schwarzes oder farbiges Aussehen annehmen.