Keramik sind anorganische, nicht-metallische Materialien, die aus einer Kombination aus metallischen und nicht metallischen Elementen bestehen, die typischerweise durch Hochtemperaturverarbeitung (Feuer/Sintern) gebildet werden. Ihre Zusammensetzung variiert je nach Keramikart (traditionell oder fortgeschritten). Hier ist eine Aufschlüsselung ihrer Hauptkomponenten:
1.. Primäre chemische Komponenten
Die meisten Keramiken basieren auf Metalloxiden, Carbiden, Nitriden oder Silikaten. Gemeinsame Elemente umfassen:
* Sauerstoff (O) - in Oxiden (z. B. Al₂o₃, SiO₂, Zro₂) gefunden.
* Silizium (Si) - Schlüssel in Silikaten (z. B. Ton, Mullit, Cordierit).
* Aluminium (Al) - in Aluminiumoxid (Al₂o₃) vorhanden, Mullite (3al₂o₃ · 2sio₂).
* Magnesium (Mg) - Wird in Magnesia (MGO), Cordierit (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂) verwendet.
* Zirkonium (ZR) - In Zirkonia (Zro₂) gefunden.
* Carbon (C) & Stickstoff (N)-in Nichtoxidkeramik (sic, si₃n₄, tic, bn).
2. traditionelle Keramik (Tonbasiert)
Diese sind typischerweise silikatbasiert und umfassen:
* Tonmineralien (Kaolinit, Montmorillonit) - Liefern Sie Plastizität, wenn Sie nass sind.
* Kieselsäure (SiO₂) - Fügt Struktur hinzu (z. B. Quarz, Feuerstein).
* Feldspat (kalsi₃o₈, naalsi₃o₈) - wirkt als Fluss auf niedrigere Schmelztemperatur.
* Kreide (Caco₃) - Wird in Porzellan und Whiteware verwendet.
Beispiel: Porzellan = Kaolin (Ton) + Silica + Feldspat.
3. Ceramics Advanced (Engineering)
Dies sind hohe Purität, synthetische Keramik mit überlegenen Eigenschaften:
Keramiktyp Hauptkomponenten Schlüsseleigenschaften
Alumina (Al₂o₃) Aluminium + Sauerstoff Hohe Härte, elektrische Isolierung
Zirkonia (Zro₂) Zirkonium + Sauerstoff Hohe Zähigkeit, Verschleißfestigkeit
Siliziumkarbid (sic) Silizium + Kohlenstoff Extreme Härte, thermische Leitfähigkeit
Siliziumnitrid (si₃n₄) Silizium + Stickstoff Hohe Festigkeit, thermische Stoßwiderstand
Bor Nitrid (BN) Bor + Stickstoff Schmierung, Wärmeleitfähigkeit
Cordierit (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂) Mg, al, si, o Niedrige thermische Expansion
4. Additive und sekundäre Komponenten
Die Keramik umfasst häufig Additive zur Änderung von Eigenschaften:
* Bindemittel (z. B. PVA, Wachs) - Hilfe beim Gestalten vor dem Brennen.
* Sinterhilfen (z. B. Y₂o₃ in zro₂) - Verbesserung der Verdichtung.
* Pigmente (z. B. Fe₂o₃, COO) - zur Färbung.
* Porositätskontroller - um poröse Keramik (z. B. Filter) zu erstellen.
5. Glasphase (in einigen Keramik)
* Traditionelle Keramik enthalten häufig eine glasige Phase (grasartige Siliciumdioxid), die während des Brennens gebildet wird und die Partikel miteinander verbinden.
6. Klassifizierung durch Komposition
Kategorie Beispiele Hauptkomponenten
Oxidkeramik Al₂o₃, Zro₂, Mgo Metall + Sauerstoff
Nicht-Oxid-Keramik Sic, si₃n₄, Zinn Metall + Kohlenstoff/Nitrid
Silikatkeramik Porzellan, Ziegel Ton + SiO₂ + Fluss
Zusammengesetzte Keramik Al₂o₃-sic, Zro₂-Toughed Gemischte Keramik
Abschluss
Die Keramik erfolgt aus einer Kombination aus metallischen und nichtmetallischen Elementen, wobei ihre Eigenschaften durch Zusammensetzung und Verarbeitung bestimmt werden.
* Traditionelle Keramik stützt sich auf Ton, Kieselsäure und Feldspat.
* Fortgeschrittene Keramik verwenden Hochpüren-Oxide, Carbide oder Nitride für eine überlegene Leistung.