Керамично определение и химия

Думата "керамика" идва от гръцката дума "керамикос", което означава "грънчарство". Докато най-ранната керамика е била керамика, терминът обхваща голяма група материали, включително някои чисти елементи. Керамиката е ан неорганичен, неметален твърд, обикновено на базата на оксид, нитрид, борид или карбид, който се изпича при висока температура. Керамиката може да бъде остъклена преди изпичане, за да се получи покритие, което намалява порьозността и има гладка, често оцветена повърхност. Много керамика съдържа смес от йонни и ковалентни връзки между атомите. Полученият материал може да бъде кристален, полукристален или стъкловиден. Аморфните материали с подобен състав обикновено се наричат ​​"стъкло".

Четирите основни типа керамика са бяла вода, структурна керамика, техническа керамика и огнеупорни материали. Белите изделия включват съдове за готвене, керамика, и стенни плочки. Структурната керамика включва тухли, тръби, керемиди и подови керемиди. Техническата керамика също е позната като специална, фина, усъвършенствана или проектирана керамика. Този клас включва лагери, специални плочки (например термозащита на космически кораби), биомедицински импланти, керамични спирачки, ядрени горива, керамични двигатели и керамични покрития. Огнеупорите са керамика, използвана за направа на тигли, линейни пещи и излъчване на топлина в газови камини.

Суровините за керамиката включват глина, каолинат, алуминиев оксид, силициев карбид, волфрамов карбид и някои чисти елементи. Суровините се комбинират с вода, за да се получи смес, която може да бъде оформена или оформена. Керамиката е трудна за работа след направата им, така че обикновено те се оформят в окончателните си желани форми. Формата се оставя да изсъхне и се изпича във фурна, наречена пещ. Процесът на изпичане доставя енергия за образуване на нова химически връзки в материала (витрификация), а понякога и нови минерали (например, мулитни форми от каолин при изпичане на порцелан). Водоустойчиви, декоративни или функционални глазури могат да се добавят преди първото изпичане или могат да изискват последващо изпичане (по-често). Първото изпичане на керамика дава продукт, наречен бисквит. При първото изпичане се изгарят органични и други летливи примеси. Второто (или третото) изпичане може да се нарече остъкляване.

Керамика, тухли, плочки, фаянс, порцелан и порцелан са често срещани примери за керамика. Тези материали са добре известни за използване в строителството, занаятите и изкуството. Има много други керамични материали:

• В миналото, стъкло се смяташе за керамика, защото това е неорганично твърдо вещество, което се изгаря и се третира много като керамика. Въпреки това, тъй като стъклото е аморфен твърдо, стъклото обикновено се счита за отделен материал. Подредената вътрешна структура на керамиката играе голяма роля в техните свойства.
• Твърдият чист силиций и въглерод може да се счита за керамика. В строг смисъл, диамант може да се нарече керамика.
• Силициевият карбид и волфрамов карбид са техническа керамика, която има висока устойчивост на износване, което ги прави полезни за бронежилетите, носенето на плочи за минно дело и машинните компоненти.
• Уранов оксид (UO)₂ е керамика, използвана като гориво за ядрен реактор.
• Цирконий (циркониев диоксид) се използва за направата на керамични ножове, скъпоценни камъни, горивни клетки и сензори за кислород.
• Цинковият оксид (ZnO) е полупроводник.
• Боровият оксид се използва за изработка на бронежилетки.
• Меден оксид на бисмут стронций и магнезиев диборид (MgB₂) са свръхпроводници.
• Стеатитът (магнезиев силикат) се използва като електрически изолатор.
• Бариевият титанат се използва за направа на нагревателни елементи, кондензатори, преобразуватели и елементи за съхранение на данни.
• Керамичните артефакти са полезни в археологията и палеонтологията, тъй като химичният им състав може да се използва за идентифициране на произхода им. Това включва не само състава на глината, но и този на нрав - добавените материали по време на производството и сушенето.

Керамиката включва толкова голямо разнообразие от материали, че е трудно да се обобщят техните характеристики. Повечето керамика проявяват следните свойства:

• Висока твърдост
• Обикновено крехки, със слаба здравина
• Високо точка на топене
• Химическа устойчивост
• Лоша електрическа и топлопроводимост
• ниско еластичност
• Висок модул на еластичност
• Висока якост на натиск
• Оптична прозрачност за различни дължини на вълните

Изключения включват свръхпроводяща и пиезоелектрична керамика.

Нарича се науката за приготвянето и характеризирането на керамиката ceramography.

Композитните материали са съставени от повече от един клас материали, които могат да включват керамика. Примерите за композити включват въглеродни влакна и фибростъкло. А металокерамика е вид композитен материал, съдържащ керамика и метал.

А стъклокерамика е некристален материал с керамичен състав. Докато кристалната керамика е склонна да се формова, стъклокерамиката се образува от леене или издухване на стопилка. Примери за стъклокерамика включват "стъклени" печки и стъкленият композит, използван за свързване ядрени отпадъци за изхвърляне.