Seramik adalah bahan bukan organik, bukan logam yang terdiri daripada gabungan unsur-unsur logam dan bukan logam, biasanya dibentuk melalui pemprosesan suhu tinggi (penembakan/sintering). Komposisi mereka berbeza -beza bergantung kepada jenis seramik (tradisional atau maju). Inilah pecahan komponen utama mereka:
1. Komponen kimia utama
Kebanyakan seramik didasarkan pada oksida logam, karbida, nitrida, atau silikat. Unsur biasa termasuk:
* Oksigen (O) - yang terdapat dalam oksida (misalnya, al₂o₃, sio₂, zro₂).
* Silicon (Si) - Kunci dalam silikat (contohnya, tanah liat, mullite, cordierite).
* Aluminium (al) - hadir dalam alumina (al₂o₃), mullite (3al₂o₃ · 2sio₂).
* Magnesium (mg) - digunakan dalam magnesia (mgo), cordierite (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂).
* Zirconium (Zr) - terdapat dalam zirkonia (zro₂).
* Karbon (c) & nitrogen (n)-dalam seramik bukan oksida (sic, si₃n₄, tic, bn).
2. Seramik tradisional (berasaskan tanah liat)
Ini biasanya berasaskan silikat dan termasuk:
* Mineral tanah liat (Kaolinite, Montmorillonite) - menyediakan keplastikan apabila basah.
* Silika (Sio₂) - Menambah struktur (misalnya, kuarza, Flint).
* Feldspar (Kalsi₃o₈, Naalsi₃o₈) - bertindak sebagai fluks untuk menurunkan suhu lebur.
* Kapur (Caco₃) - digunakan dalam porselin dan whiteware.
Contoh: porselin = kaolin (tanah liat) + silika + feldspar.
3. Seramik Lanjutan (Kejuruteraan)
Ini adalah kesejahteraan tinggi, seramik sintetik dengan sifat unggul:
Jenis seramik Komponen utama Sifat utama
Alumina (al₂o₃) Aluminium + oksigen Kekerasan tinggi, penebat elektrik
Zirkonia (zro₂) Zirkonium + oksigen Ketangguhan tinggi, rintangan haus
Karbida silikon (sic) Silikon + karbon Kekerasan yang melampau, kekonduksian terma
Silikon nitrida (si₃n₄) Silikon + nitrogen Kekuatan tinggi, rintangan kejutan haba
Boron Nitride (BN) Boron + nitrogen Lubricity, kekonduksian terma
Cordierite (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂) Mg, al, si, o Pengembangan haba yang rendah
4. Aditif & Komponen Menengah
Seramik sering termasuk aditif untuk mengubah suai sifat:
* Pengikat (misalnya, PVA, lilin) - membantu membentuk sebelum menembak.
* Sintering AIDS (misalnya, y₂o₃ dalam zro₂) - Meningkatkan penyebaran.
* Pigmen (misalnya, Fe₂o₃, COO) - untuk pewarnaan.
* Pengawal porosit - untuk membuat seramik berliang (contohnya, penapis).
5. Fasa berkelas (dalam beberapa seramik)
* Seramik tradisional sering mengandungi fasa kaca (silika vitreous) yang terbentuk semasa menembak, yang mengikat zarah bersama.
6. Klasifikasi dengan komposisi
Kategori Contoh Komponen utama
Seramik oksida Al₂o₃, Zro₂, Mgo Logam + oksigen
Seramik bukan oksida Sic, si₃n₄, timah Logam + karbon/nitrida
Seramik silikat Porselin, bata Tanah liat + sio₂ + fluks
Seramik komposit Al₂o₃-sic, zro₂-toughened Seramik campuran
Kesimpulan
Seramik dibuat dari gabungan unsur-unsur logam dan bukan logam, dengan sifatnya ditentukan oleh komposisi dan pemprosesan.
* Seramik tradisional bergantung pada tanah liat, silika, dan feldspar.
* Seramik maju menggunakan oksida tinggi, karbida, atau nitrida untuk prestasi unggul.