Ceramika to nieorganiczne, niemetaliczne materiały złożone z kombinacji elementów metalicznych i niemetalicznych, zwykle tworzonych przez przetwarzanie w wysokiej temperaturze (strzelanie/spiekanie). Ich skład różni się w zależności od rodzaju ceramiki (tradycyjnej lub zaawansowanej). Oto podział ich głównych elementów:
1. Pierwotne składniki chemiczne
Większość ceramiki opiera się na tlenkach metali, węglikach, azotkach lub krzemianach. Wspólne elementy obejmują:
* Tlen (O) - znaleziony w tlenkach (np. Al₂o₃, Sio₂, Zro₂).
* Krzem (SI) - Klucz w krzemianach (np. Glinka, Mulite, Cordierite).
* Aluminium (AL) - obecne w glinu (Al₂o₃), Mullite (3al₂o₃ · 2sio₂).
* Magnez (MG) - stosowany w magnezji (MGO), Cordierite (2MGO · 2Al₂O₃ · 5SiO₂).
* Cyrconium (Zr) - znaleziony w cyrkonii (Zro₂).
* Węgiel (C) i azot (N)-w ceramice nietlenku (SIC, Si₃n₄, TIC, BN).
2. Tradycyjna ceramika (oparta na glinie)
Są one zwykle oparte na krzemianach i obejmują:
* Minerały z gliny (kaolinite, montmorillonite) - zapewniają plastyczność po mokrej.
* Krzemionka (Sio₂) - Dodaje strukturę (np. Kwarc, Flint).
* Fexpar (Kalsi₃o₈, Naalsi₃o₈) - działa jak strumień do niższej temperatury topnienia.
* Kredowa (caco₃) - używana w porcelanowej i białym oprogramowaniu.
Przykład: porcelana = kaolina (glina) + krzemionka + skalenia.
3. Zaawansowana (inżynieria) ceramika
Są to ceramika syntetyczna o wysokiej czystości o doskonałych właściwościach:
Typ ceramiczny Główne elementy Kluczowe właściwości
Alumina (al₂o₃) Aluminium + tlen Wysoka twardość, izolacja elektryczna
Cyrkonia (Zro₂) Cyrkon + tlen Wysoka wytrzymałość, odporność na zużycie
Węglik krzemowy (sic) Krzem + węgiel Ekstremalna twardość, przewodność cieplna
Azotek krzemu (Si₃n₄) Silikon + azot Wysoka wytrzymałość, odporność na wstrząsy termiczne
Azotek boru (BN) Bor + azot Smar, przewodność cieplna
Cordierite (2MGO · 2al₂o₃ · 5sio₂) Mg, al, si, o Niski rozszerzalność termiczna
4. Dodatki i elementy wtórne
Ceramika często obejmuje dodatki do modyfikowania nieruchomości:
* Spoiwa (np. PVA, wosk) - Pomoc w kształtowaniu przed strzelaniem.
* Pomoce spiekania (np. Y₂o₃ in Zro₂) - Zwiększenie zagęszczenia.
* Pigmenty (np. Fe₂o₃, COO) - do zabarwienia.
* Kontrolery porowatości - do tworzenia porowatej ceramiki (np. Filtry).
5. Faza szklana (w niektórych ceramikach)
* Tradycyjna ceramika często zawiera szklistą fazę (szklistą krzemionkę) utworzoną podczas strzelania, która łączy cząstki.
6. Klasyfikacja według składu
Kategoria Przykłady Główne elementy
Ceramika tlenkowa Al₂o₃, Zro₂, MGO Metal + tlen
Ceramika nietlenku Sic, Si₃n₄, cyna Metal + węgiel/azotek
Ceramika krzemianowa Porcelana, cegła FLUX CLAY + SIO₂ +
Ceramika złożona Al₂o₃-sic, Zro₂-Tuughted Ceramika mieszana
Wniosek
Ceramika jest wykonana z kombinacji elementów metalicznych i niemetalicznych, z ich właściwościami określonymi przez skład i przetwarzanie.
* Tradycyjna ceramika opiera się na glinie, krzemionce i skaleniu.
* Zaawansowana ceramika wykorzystuje tlenki, węgliki lub azotki o wysokiej czystości do doskonałej wydajności.