Holzkeramik
Holzkeramik

=== Holzpyrolyse ===
Holz besteht aus ca. 50 % Kohlenstoff, der in lange Cellulose- und Hemicelluloseketten eingebunden ist. Diese Ketten werden durch das Lignin verbunden und zusammengehalten und bilden die Zellstruktur des Holzes. Das Separieren des Kohlenstoffs aus dem Holzgefüge erfolgt durch eine thermische Zersetzung des Holzes.
Die thermische Zersetzung erfolgt unter Ausschluss von Sauerstoff in einer inerten Atmosphäre wie Stickstoffdioxid oder Argon. Je 1 °C/min wird das Holz bis auf 400–500 °C erhitzt. Bei 200–260 °C wird zuerst die Hemicellulose thermisch zersetzt und abgebaut, gefolgt von der Cellulose bei 240–350 °C. Zuletzt findet ein Abbau des Lignings bei Temperaturen zwischen 280 und 500 °C statt. Diese langsame Erwärmung ist notwendig, damit die entstehende Gase der abgebauten chemischen Holzkomponenten langsam aus den Poren des Holzes entweichen können, andererseits würde der entstehende Druck das Holz aufbrechen und unbrauchbar machen. Bei Erreichung der 500-°C-Grenze wird in einer Geschwindigkeit von 10–20 °C/min die Temperatur auf ca. 800 °C erhöht. Dieser langsame Prozess der thermischen Zersetzung des Holzes ermöglicht hohe Kohlenstoffausbeuten von 25–30 Gewichtsprozent des Ausgangsgewichts. Das durch die Pyrolyse entstehende Kohlenstofftemplat, welches den meisten biomorphen Keramiken als Ausgangsmaterial dient, ist eine 1:1-Kopie des Holzkörpers, d. h. die Mikrostruktur, sowie jeder kleinste Riss im Holz spiegelt sich im Templat wieder.
Während der Pyrolyse findet eine starke Schwindung in tangentialer, radialer und longitudinaler Richtung statt, sodass das Endprodukt kleinere Maße aufweist als der Ausgangskörper.