Keramik är oorganiska, icke-metalliska material som består av en kombination av metalliska och icke-metalliska element, vanligtvis bildade genom högtemperaturbearbetning (avfyrning/sintring). Deras sammansättning varierar beroende på typen av keramik (traditionell eller avancerad). Här är en uppdelning av deras huvudkomponenter:
1. Primära kemiska komponenter
De flesta keramiker är baserade på metalloxider, karbider, nitrider eller silikater. Vanliga element inkluderar:
* Syre (O) - finns i oxider (t.ex. Al₂o₃, Sio₂, Zro₂).
* Silikon (SI) - nyckel i silikater (t.ex. lera, mullite, cordierite).
* Aluminium (AL) - närvarande i aluminiumoxid (Al₂o₃), mullite (3al₂o₃ · 2sio₂).
* Magnesium (Mg) - används i magnesia (Mgo), cordierite (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂).
* Zirconium (ZR) - finns i Zirconia (Zro₂).
* Kol (C) & kväve (N)-i keramik utan oxid (Sic, Si₃n₄, Tic, Bn).
2. Traditionell keramik (lera-baserad)
Dessa är vanligtvis silikatbaserade och inkluderar:
* Clay Minerals (Kaolinite, Montmorillonite) - Ge plasticitet när den är våt.
* Kiseldioxid (SIO₂) - Lägger till struktur (t.ex. kvarts, flint).
* Fältspar (Kalsi₃o₈, naalsi₃o₈) - fungerar som ett flöde till lägre smältningstemperatur.
* Krita (caco₃) - används i porslin och vitvaror.
Exempel: porslin = kaolin (lera) + kiseldioxid + fältspar.
3. Avancerad (teknik) keramik
Dessa är hög renhet, syntetisk keramik med överlägsna egenskaper:
Keramisk typ Huvudkomponenter Nyckelegenskaper
Aluminiumoxid (al₂o₃) Aluminium + syre Hög hårdhet, elektrisk isolering
Zirconia (Zro₂) Zirkonium + syre Hög seghet, slitmotstånd
Kiselkarbid (sic) Kisel + kol Extrem hårdhet, värmeledningsförmåga
Kiselnitrid (Si₃n₄) Kisel + kväve Hög styrka, termisk chockmotstånd
Bornitrid (BN) Bor + kväve Smörjhet, värmeledningsförmåga
Cordierite (2mgo · 2al₂o₃ · 5sio₂) Mg, al, si, o Låg värmeutvidgning
4. Tillsatser och sekundära komponenter
Keramik inkluderar ofta tillsatser för att ändra egenskaper:
* Bindemedel (t.ex. PVA, vax) - Hjälp med att forma innan skjutning.
* Sintring AIDS (t.ex. Y₂O₃ i Zro₂) - Förbättra densifiering.
* Pigment (t.ex. Fe₂o₃, COO) - för färg.
* Porositetskontroller - för att skapa porös keramik (t.ex. filter).
5. Glasartat fas (i vissa keramik)
* Traditionell keramik innehåller ofta en glasaktig fas (glasögon) som bildas under skjutning, som binds partiklar ihop.
6. Klassificering genom komposition
Kategori Exempel Huvudkomponenter
Oxidkeramik Al₂o₃, Zro₂, Mgo Metall + syre
Icke-oxidkeramik Sic, si₃n₄, tenn Metall + kol/nitrid
Silikekeramik Porslin, tegel Lera + sio₂ + flöde
Sammansatt keramik Al₂o₃-sic, zro₂-toughened Blandad keramik
Slutsats
Keramik är tillverkad av en kombination av metalliska och icke-metalliska element, med deras egenskaper bestämda genom sammansättning och bearbetning.
* Traditionell keramik förlitar sig på lera, kiseldioxid och fältspat.
* Avancerad keramik använder oxider med hög renhet, karbider eller nitrider för överlägsen prestanda.