Mikrosphären, Mikrohohlkugeln, Cenospheres
Als Mikrosphären werden Aluminium-Silikat-Hohlkugeln bezeichnet, die als Nebenprodukt der Energieerzeugung in Kohlekraftwerken entstehen. Hauptbestandteile sind Siliziumdioxyd (SiO2) und Aluminiumoxyd (Al2O3).
In einem aufwändigen Filterungs- und Reinigungsverfahren werden sie für vielfältige industrieelle Anwendungen nutzbar gemacht.
Die Hohlkugeln haben je nach Herkunft und Verarbeitung einen Durchmesser von 100 - 1200 µm und liegen als weißes bis dunkelgraues Pulver vor. Die Schüttdichte beträgt ca. 0,35 - 0,45 g / cm³.
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Mikrosphären Vorteile und Eigenschaften von Mikrosphären
Mikrosphären sind ein idealer Leichtfüllstoff. Mit einem spezifischen Gewicht von gerade einmal 0,6 - 0,9 g/cm³ sind sie hervorragend geeignet, das Volumen zu erhöhen, ohne das Endprodukt signifikant schwerer werden zu lassen. Durch ihre runde Form verbessern sie zudem die Fließfähigkeit pulverförmiger Endprodukte.
Die Temperaturbeständigkeit von Mikrosphären liegt bei über 1200 °C, je nach Qualität und Weiterverarbeitung sogar zwischen 1400 und 1650 °C. Mikrosphären sind weder brennbar noch explosiv und bieten sich somit für verschiedenste Feuerfest- und Brandschutzanwendungen an.
Die Mikrohohlkugeln zeichnen sich durch eine hohe Druckbeständigkeit (> 50% bei 3000psi) aus, die logischweise um so höher ist, je kleiner die Mikrosphären sind. Die spezifische Dichte liegt bei rund 0,75 g/cm³, die Dicke der Wandung bei 2,5% bis 10,5% des Durchmessers der Sphäre.
Anwendungsbereiche für Mikrosphären
Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften haben sich Mikrosphären in vielfacher Hinsicht im Feuerfestbereich bewährt, unter anderem für die Herstellung von Gussformen, Steigern und Speisern. Dank ihrer speziellen Eigenschaften können Mikrosphären überdies in vielen Anwendungen der Bau- und Industriekeramik eingesetzt werden.
Mikrohohlkugeln als Zusatz in Farben und Beschichtungen können Volumen, Struktur, Fließ- und Haftfähigkeit positiv beeinflussen sowie Temperaturbeständigkeit oder isolierende Eigenschaften verstärken. Als Beispiele sind Beschichtungen für Fassaden, Bodenbeläge oder Brandschutzanstriche zu nennen.
In der Herstellung von Zement und Beton spielt das Thema CO2 eine immer bedeutendere Rolle. Die Verwendung von Mikrosphären als Zuschlagstoff kann zur Verbesserung des ökologischen Fußabdrucks beitragen und den Verbrauch von Energie-Ressourcen reduzieren.
Nicht nur in der traditionellen Bauindustrie können Mikrohohlkugeln als Zuschlagstoff in Zement ihre Stärken ausspielen. Gerade im immer bedeutsameren 3D-Druck-Verfahren in der Bauindustrie werden Mikrosphären benötigt, um die Fließfähigkeit des Rohmaterials zu verbessern.
Auch, wenn man es gar nicht auf Anhieb erwartet, werden Mikrosphären bereits erfolgreich im Automotive-Sektor eingesetzt. Mit Mikrohohlkugeln lassen sich signifikante Gewichteinsparungen für einzelne Bauteile erreichen sowie die Kosten für bestimmte Verschleißteile wie Bremsbeläge reduzieren.