Ratgeber / Werkstoffe

Aluminiumoxid oder Zirkonoxid? Wählen Sie die Sorte nach dem Versagensmodus, nicht nach dem Datenblatt

13. April 2026

Zwei Werkstoffe decken die meisten technischen Keramikteile ab, und die Wahl zwischen ihnen entscheidet sich meist an einer einzigen Frage: Bricht das Teil durch Rissbildung unter Last, oder versagt es durch Hitze, Chemie oder elektrische Beanspruchung?

Zirkonoxid beherrscht den ersten Fall. Aluminiumoxid beherrscht den zweiten und kostet dabei weniger.

Der Kurzvergleich

	Aluminiumoxid 99.5%	Zirkonoxid 3Y-TZP
Biegefestigkeit	300 bis 400 MPa	900 bis 1200 MPa
Bruchzähigkeit	Etwa 4 MPa m^0.5	Etwa 9 bis 12 MPa m^0.5
Härte	Höher	Etwas niedriger
Steifigkeit	Höher, etwa 370 GPa	Niedriger, etwa 210 GPa
Wärmeleitfähigkeit	Etwa 30 W/mK	Etwa 2 bis 3 W/mK
Max. Einsatztemperatur	1500 °C und darüber	Typisch 800 bis 1000 °C
Wärmeausdehnung	Etwa 8 ppm/K	Etwa 10 ppm/K
Relative Kosten	Basis	Höher

Betrachten Sie diese Werte als typische veröffentlichte Bereiche für gängige Sorten, nicht als Garantien. Maßgeblich für das Angebot eines Betriebs ist das Datenblatt des Rohlingslieferanten für die jeweilige Charge.

Zirkonoxid wählen, wenn das Teil reißen kann

Zirkonoxid verdankt seine Zähigkeit einem Umwandlungsmechanismus. Körner in einer metastabilen tetragonalen Phase wandeln sich in die monokline Phase um, wenn ein Riss sie durchlaufen will, und die geringe Volumenzunahme drückt den Riss zu. Deshalb übersteht Zirkonoxid Punktlasten, dünne Querschnitte und Stöße, die ein Teil aus Aluminiumoxid spalten würden.

Greifen Sie dazu, wenn:

das Teil ein Plunger, Kolben, eine Klinge, Matrize, ein Düseneinsatz oder etwas anderes ist, das mechanische Schläge aufnimmt
die Wandstärke unter etwa 1.5 mm liegt oder das Teil ein schlankes Merkmal hat
das Teil von Menschen statt von Vorrichtungen gehandhabt, montiert oder gespannt wird
das Teil für Medizin oder Dental bestimmt ist, wo Zirkonoxid seit Jahrzehnten eingesetzt wird und etablierte Sorten existieren
eine ausgebrochene Kante das Ausfallbild ist, das Sie im Feld immer wieder sehen

Der Umwandlungsmechanismus hat einen Haken bei heißem, feuchtem Einsatz, beschrieben unter Alterung von Zirkonoxid.

Aluminiumoxid wählen, wenn das Teil der Umgebung standhalten muss

Aluminiumoxid ist der Standard, weil es bei den meisten Anforderungen gut genug und günstig ist. Klar im Vorteil ist es, wenn:

das Teil heiß läuft oder im Wärmepfad sitzt, denn es leitet Wärme etwa zehnmal besser als Zirkonoxid
das Teil als Isolator unter Spannung steht, wo eine höhere Reinheit des Aluminiumoxids mehr Durchschlagfestigkeit bringt
das Teil groß ist, weil der Kostenabstand mit dem Materialvolumen wächst
das Teil metallisiert oder mit Metall verlötet wird, ein ausgereifter Prozess bei Aluminiumoxid mit 94 bis 96%
Steifigkeit wichtig ist, zum Beispiel bei einer Vorrichtung, die sich nicht durchbiegen darf

Zur Auswahl zwischen Aluminiumoxid-Sorten siehe welche Aluminiumoxid-Reinheit Sie wirklich brauchen.

Die Verbundwerkstoffe dazwischen

Sie müssen sich nicht für ein Extrem entscheiden.

ZTA, zirkonoxidverstärktes Aluminiumoxid, ist eine Aluminiumoxidmatrix mit etwa 10 bis 20% Zirkonoxid. Es behält den Großteil von Steifigkeit, Härte und Preis des Aluminiumoxids und gewinnt nützliche Zähigkeit hinzu.
ATZ, aluminiumoxidverstärktes Zirkonoxid, ist das Gegenstück: überwiegend Zirkonoxid mit Zusatz von Aluminiumoxid, was Härte und Alterungsbeständigkeit gegenüber reinem 3Y-TZP leicht erhöht.

Beide lohnen eine Nachfrage, wenn ein Teil aus Aluminiumoxid reißt, das Angebot für Zirkonoxid aber unangenehm hoch ausfällt.

Was sich bei der Bearbeitung ändert

Aluminiumoxid lässt sich schneller schleifen und neigt stärker zu Ausbrüchen. Zirkonoxid schleift sich langsamer und hält eine Kante besser. Deshalb ist der Preisabstand beim fertigen Teil kleiner als bei den Rohlingen, besonders bei kleinen Teilen mit filigranen Merkmalen.

Zirkonoxid erreicht zudem feinere Oberflächen und engere Toleranzen zuverlässiger. Enthält Ihre Zeichnung also eine Ebenheits- oder Ra-Angabe, wäre ein Teil der Mehrkosten ohnehin angefallen. Siehe realistische Toleranzen und Oberflächengüten.

Drei Fragen, die entscheiden

Wird das Teil belastet, stoßartig beansprucht oder ist es dünn? Wenn ja, beginnen Sie mit Zirkonoxid.
Liegt das Teil in einem Wärmepfad oder unter Spannung? Wenn ja, beginnen Sie mit Aluminiumoxid.
Ist das Teil groß und kostensensibel? Wenn ja, beginnen Sie mit Aluminiumoxid und ziehen Sie ZTA in Betracht, falls es reißt.

Wenn die Antworten in verschiedene Richtungen zeigen, schreiben Sie das in die Anfrage. Eine Beschreibung der Einsatzumgebung und des Versagens, das Sie vermeiden wollen, bringt Ihnen eine bessere Empfehlung als ein Sortenname, bei dem Sie unsicher sind. Die vollständige Checkliste steht im Einkaufsleitfaden.

Senden Sie Ihre Zeichnung, und wir vermitteln Sie an bis zu 3 Betriebe, die beide Werkstoffe schleifen. Antwort innerhalb von 24 Geschäftsstunden.

Häufige Fragen

Was ist fester, Aluminiumoxid oder Zirkonoxid?

Zirkonoxid, und zwar deutlich, sowohl bei der Biegefestigkeit als auch bei der Bruchzähigkeit. Typisches 3Y-TZP erreicht etwa 900 bis 1200 MPa Biegefestigkeit gegenüber 300 bis 400 MPa bei Aluminiumoxid, bei etwa dreifacher Bruchzähigkeit.

Kann Zirkonoxid Aluminiumoxid in einem heißen Bauteil ersetzen?

In der Regel nicht. Zirkonoxid leitet Wärme schlecht, und seine Festigkeit nimmt je nach Sorte oberhalb von etwa 800 bis 1000 °C deutlich ab. Für heiße Anwendungen sind Aluminiumoxid, Siliziumkarbid oder Siliziumnitrid die bessere Wahl.

Welcher Werkstoff ist günstiger?

Aluminiumoxid, sowohl als Rohling als auch beim Schleifen. Zirkonoxid-Rohlinge kosten mehr pro Kilo und lassen sich langsamer schleifen. Allerdings bricht der zähere Werkstoff an Kanten weniger aus, was bei einem filigranen Teil einen Teil der Mehrkosten wieder hereinholen kann.

Sie brauchen ein Angebot für dieses Teil?

Senden Sie die Zeichnung. Wir vermitteln Sie an bis zu 3 Betriebe, die diese Sorte schleifen, und antworten innerhalb von 24 Geschäftsstunden.

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