Ordet ”keramik” kommer från det grekiska ordet ”keramikos”, som betyder ”av keramik”. Medan den tidigaste keramiken var keramik, omfattar termen en stor grupp av material, inklusive vissa rena grundämnen. En keram är ett oorganiskt, icke-metalliskt fast ämne, vanligtvis baserat på en oxid, nitrid, borid eller karbid, som bränns vid hög temperatur. Keramik kan glaseras före bränning för att producera en beläggning som minskar porositeten och har en slät, ofta färgad yta. Många keramer innehåller en blandning av joniska och kovalenta bindningar mellan atomer. Det resulterande materialet kan vara kristallint, halvkristallint eller glasaktigt. Amorfa material med liknande sammansättning kallas i allmänhet för ”glas”.
De fyra huvudtyperna av keramik är vitvaror, strukturkeramik, teknisk keramik och eldfast material. Whiteware inkluderar köksredskap, keramik, och väggplattor. Strukturell keramik inkluderar tegelstenar, rör, takpannor och golvplattor. Teknisk keramik är också känt som speciell, fin, avancerad eller konstruerad keramik. Denna klass inkluderar lager, specialplattor (t.ex. värmeavskärmning av rymdfarkoster), biomedicinska implantat, keramiska bromsar, kärnbränslen, keramiska motorer och keramiska beläggningar. Eldfasta material är keramik som används för att tillverka deglar, linjeugnar och utstråla värme i gaseldstäder.
Hur keramik tillverkas
Råvaror för keramik inkluderar lera, kaolinat, aluminiumoxid, kiselkarbid, volframkarbid och vissa rena grundämnen. Råvarorna kombineras med vatten för att bilda en blandning som kan formas eller formas. Keramik är svårt att bearbeta efter att de har tillverkats, så vanligtvis formas de till sina slutliga önskade former. Formen får torka och bränns i en ugn som kallas ugn. Bränningsprocessen tillför energi för att bilda nya kemiska bindningar i materialet (vitrifiering) och ibland nya mineraler (t.ex. mullit bildas från kaolin vid bränning av porslin). Vattentäta, dekorativa eller funktionella glasyrer kan läggas till före den första bränningen eller kan kräva en efterföljande bränning (vanligare). Den första bränningen av en keramik ger en produkt som kallas bisque. Den första bränningen bränner bort organiska ämnen och andra flyktiga föroreningar. Den andra (eller tredje) bränningen kan kallas glasering.
Exempel och användningsområden för keramik
- Keramik, tegel, kakel, lergods, porslin och porslin är vanliga exempel på keramik. Dessa material är välkända för användning inom byggnad, hantverk och konst. Det finns många andra keramiska material:
- Förr var glas anses vara en keramik, eftersom det är en oorganisk fast substans som bränns och behandlas ungefär som keramik. Men eftersom glas är ett amorft fast ämne, anses glas vanligtvis vara ett separat material. Keramikens ordnade inre struktur spelar en stor roll för deras egenskaper.
- Fast ren kisel och kol kan anses vara keramik. I strikt mening kan en diamant kallas en keramik.
- Kiselkarbid och volfram karbid är teknisk keramik som har hög nötningsbeständighet, vilket gör dem användbara för kroppsskydd, slitplåtar för gruvdrift och maskinkomponenter.
- Zirkoniumoxid (zirkoniumdioxid) används för att tillverka keramiska knivblad, ädelstenar, bränsleceller och syresensorer.
- Boroxid används för att göra kroppsskydd.
- Vismut strontium kopparoxid och magnesiumdiborid (MgB2) är supraledare.
- Bariumtitanat används för att tillverka värmeelement, kondensatorer, givare och datalagringselement.
Uranoxid (UO 2 är en keramik som används som kärnreaktorbränsle. Zinkoxid (ZnO) är en halvledare. Steatit (magnesiumsilikat) används som en elektrisk isolator. Keramik artefakter är användbara inom arkeologi och paleontologi eftersom deras kemiska sammansättning kan användas för att identifiera deras ursprung. Detta inkluderar inte bara sammansättningen av lera utan också den av temperament — de material som tillsätts under produktion och torkning.
Keramiks egenskaper
- Keramik innehåller så många olika material att det är svårt att generalisera deras egenskaper. De flesta keramik uppvisar följande egenskaper:
- Vanligtvis spröd, med dålig seghet
- Hög smältpunkt
- Kemisk beständighet
- Dålig elektrisk och värmeledningsförmåga
- Låg duktilitet
- Hög elasticitetsmodul
- Optisk transparens för en mängd olika av våglängder
- Hög hårdhet
Hög kompressionsstyrka
Undantag inkluderar supraledande och piezoelektrisk keramik.
Relaterade villkor
Vetenskapen om beredning och karakterisering av keramik kallas ceramography.
Kompositmaterial består av mer än en klass av material, vilket kan inkluderar keramik. Exempel på kompositer inkluderar kolfiber och glasfiber. En cermet är en typ av kompositmaterial som innehåller keramik och metall.
A glaskeramik
är ett icke-kristallint material med en keramisk sammansättning. Medan kristallin keramik tenderar att formas, bildas glaskeramik från gjutning eller blåsning av en smälta. Exempel på glaskeramik inkluderar spishällar av ”glas” och glaskompositen som används för att binda kärnavfall för bortskaffande.
