Beseda "keramika" izvira iz grške besede "keramikos", kar pomeni "lončarstva". Medtem ko je bila najstarejša keramika lončarstvo, izraz zajema veliko skupino materialov, vključno z nekaterimi čistimi elementi. Keramika je an anorganske, nekovinsko trdna, ki običajno temelji na oksidu, nitridu, boridu ali karbidu, ki se žge pri visoki temperaturi. Keramika se lahko pred vžiganjem glazira, tako da nastane premaz, ki zmanjšuje poroznost in ima gladko, pogosto obarvano površino. Veliko keramike vsebuje mešanico ionske in kovalentne vezi med atomi. Nastali material je lahko kristalni, polkristalni ali steklasten. Amorfne materiale s podobno sestavo običajno imenujemo "kozarec".
Štiri glavne vrste keramike so belo tehniko, strukturna keramika, tehnična keramika in ognjevzdržni materiali. Bela oprema vključuje posodo, lončarstvo, in stenske ploščice. Strukturna keramika vključuje opeke, cevi, strešnike in talne ploščice. Tehnična keramika je poznana tudi kot posebna, fina, napredna ali izdelana keramika. V ta razred spadajo ležaji, posebne ploščice (npr. Toplotno zaščito vesoljskih plovil), biomedicinski vsadki, keramične zavore, jedrska goriva, keramični motorji in keramične prevleke. Ognjevarne so keramika, ki se uporablja za izdelavo lončkov, linijskih peči in sevanje toplote v plinskih kaminih.
Kako je izdelana keramika
Surovine za keramiko vključujejo gline, kaolinat, aluminijev oksid, silicijev karbid, volframov karbid in nekatere čiste elemente. Surovine se kombinirajo z vodo, da nastane mešanica, ki jo je mogoče oblikovati ali oblikovati. Keramika je po njihovi izdelavi težko obdelovati, zato jo običajno oblikujemo v končne želene oblike. Obraz se pusti, da se posuši in se peče v peči, imenovani peč. Proces kurjenja oskrbuje z energijo in tvori novo kemične vezi v materialu (vitrifikacija) in včasih novih mineralov (npr. mullitne oblike iz kaolina pri kurjenju porcelana). Vodoodporne, dekorativne ali funkcionalne glazure se lahko dodajo pred prvim streljanjem ali pa lahko zahtevajo naknadno kurjenje (pogostejše). S prvim žganjem keramike dobimo izdelek, imenovan bisque. Prvo kurjenje izgori organske snovi in druge hlapne nečistoče. Drugo (ali tretje) kurjenje lahko imenujemo zasteklitev.
Primeri in uporabe keramike
Lončarstvo, opeka, ploščice, lončena posoda, porcelan in porcelan so pogosti primeri keramike. Ti materiali so dobro znani po uporabi v gradbeništvu, obrti in umetnosti. Obstaja veliko drugih keramičnih materialov:
- V preteklosti, kozarec je veljal za keramiko, saj gre za anorgansko trdno snov, ki jo odganjajo in obdelujejo podobno kot keramiko. Ker pa je steklo an amorfni trdno, steklo običajno velja za ločen material. Urejena notranja struktura keramike igra veliko vlogo pri njihovih lastnostih.
- Trdni čisti silicij in ogljik se lahko štejeta za keramiko. V strogem smislu je dr. diamant bi lahko imenovali keramiko.
- Silicijev karbid in volframov karbid sta tehnična keramika z visoko odpornostjo proti obrabi, zaradi česar sta uporabna za oklep karoserije, obrabo plošč za rudarjenje in strojne komponente.
- Uranov oksid (UO)2 je keramika, ki se uporablja kot gorivo jedrskega reaktorja.
- Cirkonija (cirkonijev dioksid) se uporablja za izdelavo keramičnih nožev, draguljev, gorivnih celic in senzorjev za kisik.
- Cinkov oksid (ZnO) je polprevodnik.
- Borov oksid se uporablja za izdelavo oklepa telesa.
- Vizumut stroncijev bakrov oksid in magnezijev diborid (MgB2) so superprevodniki.
- Steatit (magnezijev silikat) se uporablja kot električni izolator.
- Barijev titanat se uporablja za izdelavo grelnih elementov, kondenzatorjev, pretvornikov in elementov za shranjevanje podatkov.
- Keramični artefakti so uporabni v arheologiji in paleontologiji, saj lahko s svojo kemično sestavo določimo njihov izvor. To ne vključuje samo sestave gline, ampak tudi sestavo gline temperament - materiali, dodani med proizvodnjo in sušenjem.
Lastnosti keramike
Keramika vključuje tako široko paleto materialov, da je težko posplošiti njihove značilnosti. Večina keramike ima naslednje lastnosti:
- Visoka trdota
- Običajno krhka, s slabo žilavostjo
- Visoka tališče
- Kemična odpornost
- Slaba električna in toplotna prevodnost
- Nizka duktilnost
- Visok modul elastičnosti
- Visoka trdnost stiskanja
- Optična preglednost za različne valovne dolžine
Izjemi sta superprevodna in piezoelektrična keramika.
Sorodni pogoji
Imenuje se znanost o pripravi in karakterizaciji keramike keramografija.
Kompozitni materiali so sestavljeni iz več kot enega razreda materiala, ki lahko vključuje keramiko. Primeri kompozitov vključujejo ogljikova vlakna in fiberglasa. A kermet je vrsta kompozitnega materiala, ki vsebuje keramiko in kovino.
A steklokeramika je nekristalni material s keramično sestavo. Medtem ko je kristalna keramika ponavadi oblikovana, se steklokeramika oblikuje iz litja ali pihanja taline. Primeri steklokeramike vključujejo "steklene" štedilnike in stekleni kompozit, ki se uporablja za vezanje jedrski odpadki za odstranjevanje.