Keramisk definisjon og kjemi

Ordet "keramikk" kommer fra det greske ordet "keramikos", som betyr "keramikk". Mens de tidligste keramikkene var keramikk, omfatter begrepet en stor gruppe materialer, inkludert noen rene elementer. En keramikk er en uorganisk, ikke-metallisk fast, generelt basert på et oksyd, nitrid, borid eller karbid, som fyres opp ved en høy temperatur. Keramikk kan glaseres før avfyring for å produsere et belegg som reduserer porøsiteten og har en jevn, ofte farget overflate. Mange keramikker inneholder en blanding av ioniske og kovalente bindinger mellom atomer. Det resulterende materiale kan være krystallinsk, halvkrystallinsk eller glassaktig. Amorfe materialer med lignende sammensetning betegnes vanligvis "glass".

De fire hovedtyper av keramikk er hvitevarer, strukturell keramikk, teknisk keramikk og ildfaste stoffer. Whitewares inkluderer kokekar, Keramikk, og veggfliser. Strukturell keramikk inkluderer murstein, rør, takstein og gulvfliser. Teknisk keramikk er også kjent som spesiell, fin, avansert eller konstruert keramikk. Denne klassen inkluderer lagre, spesielle fliser (for eksempel romskjermvarmbeskyttelse), biomedisinske implantater, keramiske bremser, kjernebrensel, keramiske motorer og keramiske belegg. Ildfaste stoffer er keramikk som brukes til å lage digler, stekeovner og utstråle varme i gasspeiser.

Råvarer for keramikk inkluderer leire, kaolinat, aluminiumoksyd, silisiumkarbid, wolframkarbid og visse rene elementer. Råvarene kombineres med vann for å danne en blanding som kan formes eller støpes. Keramikk er vanskelig å jobbe etter at de er laget, så vanligvis formes de til de endelige ønskede formene. Formen får tørke og fyres i en ovn som kalles en ovn. Avfyringsprosessen forsyner energien til å danne ny kjemiske bindinger i materialet (forglasning) og noen ganger nye mineraler (f.eks. mullittformer fra kaolin ved avfyring av porselen). Vanntette, dekorative eller funksjonelle glasurer kan tilsettes før den første fyringen eller kan kreve en etterfølgende avfyring (mer vanlig). Den første fyringen av en keramikk gir et produkt som kalles bisque. Den første fyringen brenner av organiske stoffer og andre flyktige urenheter. Den andre (eller tredje) avfyringen kan kalles vindu.

Keramikk, murstein, fliser, keramikk, porselen og porselen er vanlige eksempler på keramikk. Disse materialene er velkjente for bruk i bygning, håndverk og kunst. Det er mange andre keramiske materialer:

• I fortiden, glass ble betraktet som keramikk, fordi det er et uorganisk fast stoff som fyres og behandles omtrent som keramikk. Fordi glass er en amorft solid, glass anses vanligvis for å være et eget materiale. Den bestilte interne strukturen i keramikk spiller en stor rolle i deres egenskaper.
• Fast rent silisium og karbon kan betraktes som keramikk. I streng forstand, en diamant kan kalles keramikk.
• Silisiumkarbid og wolframkarbid er teknisk keramikk som har høy slitestyrke, noe som gjør dem nyttige for kroppsrustning, sliteplater for gruvedrift og maskinkomponenter.
• Uranoksid (UO₂ er en keramikk brukt som kjernefysisk reaktorbrensel.
• Zirconia (zirkoniumdioksid) brukes til å lage keramiske knivblad, edelstener, brenselceller og oksygenføler.
• Sinkoksid (ZnO) er en halvleder.
• Boroksid brukes til å lage rustning av kroppen.
• Vismutstrontium kobberoksyd og magnesiumdiborid (MgB₂) er superledere.
• Steatite (magnesiumsilikat) brukes som elektrisk isolator.
• Bariumtitanat brukes til å lage varmeelementer, kondensatorer, svinger og datalagringselementer.
• Keramiske gjenstander er nyttige innen arkeologi og paleontologi fordi deres kjemiske sammensetning kan brukes til å identifisere deres opprinnelse. Dette inkluderer ikke bare sammensetningen av leire, men også sammensetningen av temperament - materialene som tilsettes under produksjon og tørking.

Keramikk inkluderer et så stort utvalg av materialer at det er vanskelig å generalisere deres egenskaper. De fleste keramikker har følgende egenskaper:

• Høy hardhet
• Vanligvis sprø, med dårlig seighet
• Høy smeltepunkt
• Kjemisk motstand
• Dårlig elektrisk og termisk ledningsevne
• Lav duktilitet
• Høy elastisitetsmodul
• Høy kompresjonsstyrke
• Optisk gjennomsiktighet til en rekke bølgelengder

Unntak inkluderer superledende og piezoelektrisk keramikk.

Vitenskapen om forberedelse og karakterisering av keramikk kalles ceramography.

Komposittmaterialer består av mer enn en klasse materialer, som kan omfatte keramikk. Eksempler på kompositter inkluderer karbonfiber og glassfiber. EN cermet er en type sammensatt materiale som inneholder keramikk og metall.

EN glass-keramisk er et ikke-krystallinsk materiale med en keramisk sammensetning. Mens krystallinsk keramikk har en tendens til å bli støpt, dannes glasskeramikk fra å støpe eller blåse en smelte. Eksempler på glasskeramikk inkluderer komfyrer av glass og glasskompositt som ble brukt til å binde atomavfall for avhending.