Ceran

Ende der 1960er Jahre entwickelte Schott mit Zerodur ein glaskeramisches Material für Teleskopspiegel, das im Auftrag des Max-Planck-Instituts für Astronomie entstand. Aufgrund seiner geringen Wärmeausdehnung wurde das Material anschließend auch für Anwendungen in Haushaltsgeräten untersucht.^[3]

Gemeinsam mit dem Hausgerätehersteller Imperial (heute Teil von Miele) entwickelte Schott daraus die erste schwarze glaskeramische Kochfläche.^[4][5] Diese wurde 1971 zunächst in Kleinserie gefertigt und auf der Messe Domotechnica vorgestellt. Die Serienproduktion begann 1973, und innerhalb der ersten zwei Jahre wurden 7.000 Ceran-Kochflächen verkauft.^[6][7]

In den folgenden Jahren entwickelte sich Ceran zum Marktführer bei Glaskeramik-Kochflächen. Bis 1980 produzierte Schott eine Million Ceran-Kochflächen.^[8] Mitte der 1990er Jahre war das Produkt in 30 Ländern erhältlich und erreichte in Europa einen Marktanteil von 90 %.^[9][10]

Seit 2009 stellte Schott als erstes Unternehmen der Branche glaskeramische Kochflächen ohne den Einsatz giftiger Schwermetalle wie Arsen und Antimon her.^[11]

2010 erreichte die Gesamtproduktion 100 Millionen Stück,^[12] 2021 wurde die 200-millionste Ceran-Kochfläche hergestellt.^[13]

2025 schloss das Unternehmen ein Pilotprojekt ab, in dessen Rahmen 50 Tonnen Glaskeramik-Kochfelder verschiedener Hersteller erfolgreich recycelt wurden.^[14]

Unter dem Markennamen Ceran werden Glaskeramiken gehandelt, welche eine hohe Durchlässigkeit für Wärmestrahlung, eine geringe Wärmeleitfähigkeit sowie eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufgrund des geringen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die häufigsten Waren sind Kochfelder.

Platten aus Glaskeramik haben eine hohe Durchlässigkeit für Wärmestrahlung (das heißt: Glaskeramik hat wie Glas eine geringe Dämpfungskonstante für Teile des infraroten Spektrums) und praktisch keine Wärmeausdehnung. Sie besitzen eine glatte, porenfreie Oberfläche. Der größte Teil der Wärmeübertragung geschieht bei Glaskeramik-Kochfeldern daher durch Wärmestrahlung anstelle von Wärmeleitung (wie bei Stahl- oder Eisen-Herdplatten). Die Wärmeleitfähigkeit ist mit 1,46 W/(m·K) sehr gering, was dazu führt, dass der Bereich neben der Kochstelle kalt bleibt. Stahl- oder Eisen-Herdplatten nutzen dagegen für den Wärmetransport ausschließlich ihre hohe Wärmeleitfähigkeit.

Glaskeramik ist ein teilkristalliner Werkstoff, der durch unvollständige Kristallisation („Keramisierung“) geeigneter Gläser entsteht. Bei der Herstellung entstehen in der Glas-Matrix Bereiche mit einer geordneten Kristallstruktur. Diese Glaskeramik hat bei entsprechender chemischer Zusammensetzung einen negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten, zieht sich also bei Erwärmung zusammen. Wird das Verhältnis von Glas- zu Kristallphase geeignet eingestellt, entsteht ein Material, das sich bei Erwärmung so gut wie nicht ausdehnt. Hauptbestandteile der Glaskeramik für Ceran-Kochflächen sind Lithium-, Aluminium- und Siliziumoxid (sogenannte „LAS-Glaskeramik“).

Eine solche Glaskeramik übersteht unbeschadet abrupte Temperaturschocks bis 700 °C.^[15]

Ceran-Glaskeramik-Kochfelder sind grundsätzlich mit allen gängigen Heizarten kompatibel und funktionieren mit Induktion, Gas und elektrischer Strahlungsbeheizung.^[16]

Eine weite Verbreitung fand die Kochfläche nach ihrer Markteinführung in Verbindung mit der elektrischen Strahlungsbeheizung. Hier wird ein unterhalb der Glaskeramik angeordneter Heizwiderstand bis zur Rotglut aufgeheizt. Die von dem Heizelement ausgesandte infrarote Wärmestrahlung tritt durch die infrarotdurchlässige Glaskeramik und heizt den Boden des Topfes oder der Pfanne auf. Die Kochfläche lässt die Heizenergie fast ohne Wärmeverlust an das Kochgefäß und es wird kaum Wärme zu den Seiten abgeleitet.^[16] So kann das zusammenhängende Kochfeld in mehrere einzeln schaltbare Zonen unterteilt werden, die sich kaum gegenseitig beeinflussen und an verschieden große Topfböden angepasst sind.

Umgangssprachlich wird daher oft „Ceran-Kochfeld“ als Synonym für ein Glaskeramik-Kochfeld mit Strahlungsbeheizung genutzt, obwohl auch Induktions-Kochfelder meist eine Oberfläche aus Glaskeramik haben.^[17]

Seit den 2010er-Jahren wird der Großteil der verkauften Glaskeramik-Kochfelder als Induktionskochfeld ausgeliefert.^[18] Beim Induktionskochfeld wird die Leistung in Form eines magnetischen Wechselfeldes durch die Ceran-Glaskeramik hindurch in den Boden des Kochgeschirrs (Eisenlegierung) übertragen und dort aufgrund von induzierten Wirbelströmen und Ummagnetisierungsverlusten in Wärme umgewandelt.

Neben der klassischen Ceran-Glaskeramik-Kochfläche, die in unterschiedlichen Größen, Formen und Farben hergestellt wird, gibt es auch Grillgeräte aus Ceran und Kochmulden aus Glaskeramik zur Aufnahme eines Woks.^[16][19] Oft sind auch die Frontscheiben von Kaminöfen aus Glaskeramik.

• Keramik mit Durchblick. In: Physik-Journal 3/2004. (PDF-Datei; 228 kB)
• Technische Daten von Ceran auf der Homepage der Schott AG. Abgerufen am 31. Januar 2024.