Definitie si chimie ceramica

Cuvântul „ceramică” provine din cuvântul grecesc „keramikos”, care înseamnă „olărit”. În timp ce cele mai vechi ceramice au fost ceramică, termenul cuprinde un grup mare de materiale, inclusiv unele elemente pure. O ceramică este un solid anorganic, nemetalic, în general, bazat pe un oxid, nitrură, boridă sau carbid, care este tras la o temperatură ridicată. Ceramica poate fi vitrată înainte de ardere pentru a produce o acoperire care reduce porozitatea și are o suprafață netedă, adesea colorată. Multe ceramice conțin un amestec de legături ionice și covalente între atomi. Materialul rezultat poate fi cristalin, semicristalin sau vitros. Materialele amorfe cu compoziție similară sunt denumite în general „sticlă”.

Cele patru tipuri principale de ceramică sunt materialele albe, ceramica structurală, ceramica tehnică și refractarele. Materialele albe includ gătit, ceramică și faianță. Ceramica structurală include cărămizi, țevi, plăci de acoperiș și plăci de pardoseală. Ceramica tehnică este cunoscută și ca ceramică specială, fină, avansată sau proiectată. Această clasă include rulmenți, plăci speciale (de exemplu, protecție termică pentru nave spațiale), implanturi biomedicale, frâne ceramice, combustibili nucleari, motoare ceramice și acoperiri ceramice. Refractarele sunt ceramice utilizate pentru confecționarea creuzetelor, a liniilor de cuptor și a radiațiilor de căldură în șemineele cu gaz.

Cum se realizează ceramica

Materiile prime pentru ceramică includ lut, kaolinat, oxid de aluminiu, carbură de siliciu, carbură de tungsten și anumite elemente pure. Materiile prime sunt combinate cu apă pentru a forma un amestec care poate fi modelat sau modelat. Ceramica este dificil de lucrat după ce au fost făcute, astfel încât, de obicei, acestea sunt modelate în formele lor dorite finale. Forma se lasă să se usuce și se trage într-un cuptor numit cuptor. Procesul de ardere furnizează energia pentru a forma noi legături chimice în material (vitrificare) și uneori noi minerale (de exemplu, formele de mullită din caolină în arderea porțelanului). Glazurile impermeabile, decorative sau funcționale pot fi adăugate înainte de prima ardere sau pot necesita o ardere ulterioară (mai frecventă). Prima ardere a unei ceramice produce un produs numit bisque. Primul foc arde produsele organice și alte impurități volatile. A doua (sau a treia) tragere poate fi apelată geamuri.

Exemple și utilizări ale ceramicii

Ceramica, cărămizile, dale, faianță, china și porțelan sunt exemple comune de ceramică. Aceste materiale sunt cunoscute pentru utilizarea în construcții, meșteșuguri și artă. Există multe alte materiale ceramice:

• În trecut, sticla era considerată ceramică, deoarece este un solid anorganic care este tras și tratat la fel ca o ceramică. Cu toate acestea, deoarece sticla este un solid amorf, sticla este de obicei considerată a fi un material separat. Structura internă ordonată a ceramicii joacă un rol important în proprietățile lor.
• Siliciul pur solid și carbonul pot fi considerate ceramice. Într-un sens strict, un diamant ar putea fi numit ceramică.
• Carbură de siliciu și carbură de tungsten sunt ceramice tehnice care au o rezistență ridicată la abraziune, ceea ce le face utile pentru armarea corpului, plăcile de uzură pentru minerit și componentele mașinii.
• Oxid de uraniu (UO)₂ este o ceramică folosită ca combustibil al reactorului nuclear.
• Zirconia (dioxid de zirconiu) este utilizată pentru a realiza lame de cuțit ceramice, pietre prețioase, pilule de combustibil și senzori de oxigen.
• Oxidul de zinc (ZnO) este un semiconductor.
• Oxidul de bor este folosit pentru confecționarea armurilor corporale.
• Oxid de cupru de stronțiu Bismut și diborură de magneziu (MgB₂) sunt supraconductori.
• Steatitul (silicatul de magneziu) este utilizat ca izolator electric.
• Titanatul de bariu este utilizat pentru a realiza elemente de încălzire, condensatoare, traductoare și elemente de stocare a datelor.
• Artefactele ceramice sunt utile în arheologie și paleontologie, deoarece compoziția lor chimică poate fi folosită pentru a identifica originea lor. Aceasta include nu numai compoziția argilei, ci și cea a temperament -- materialele adăugate în timpul producției și uscării.

Proprietățile ceramicii

Ceramica include o varietate atât de mare de materiale, încât este dificil de generalizat caracteristicile lor. Majoritatea ceramicii prezintă următoarele proprietăți:

• Duritate mare
• De obicei casant, cu o duritate slabă
• Punct de topire ridicat
• Rezistență chimică
• Conductivitate electrică și termică slabă
• Ductilitate redusă
• Modul ridicat de elasticitate
• Rezistență mare la compresiune
• Transparență optică la o varietate de lungimi de undă

Fac excepție ceramica superconductoră și piezoelectrică.

Termeni înrudiți

Se numește știința pregătirii și caracterizării ceramicii ceramography.

Materialele compozite sunt formate din mai multe clase de materiale, care pot include ceramică. Exemple de compozite includ fibra de carbon și fibra de sticlă. A cermet este un tip de material compozit care conține ceramică și metal.

A sticlă ceramică este un material necristalin cu compoziție ceramică. În timp ce ceramica cristalină tind să fie modelată, ceramica din sticlă se formează din turnarea sau suflarea unei topituri. Exemple de ceramică din sticlă includ blaturile de sobă „din sticlă” și compozitul de sticlă utilizat pentru a lega deșeurile nucleare pentru eliminare.