Keramische Definition und Chemie

Das Wort "Keramik" kommt vom griechischen Wort "Keramikos", was "Keramik" bedeutet. Während die frühesten Keramiken Keramik waren, umfasst der Begriff eine große Gruppe von Materialien, einschließlich einiger reiner Elemente. Eine Keramik ist eine anorganischnichtmetallisch solide, im Allgemeinen basierend auf einem Oxid, Nitrid, Borid oder Carbid, das bei einer hohen Temperatur gebrannt wird. Keramik kann vor dem Brennen glasiert werden, um eine Beschichtung zu erzeugen, die die Porosität verringert und eine glatte, oft gefärbte Oberfläche aufweist. Viele Keramiken enthalten eine Mischung aus ionischen und kovalenten Bindungen zwischen Atomen. Das resultierende Material kann kristallin, teilkristallin oder glasartig sein. Amorphe Materialien mit ähnlicher Zusammensetzung werden allgemein als "Glas".

Die vier Haupttypen von Keramik sind Weißwaren, Strukturkeramik, technische Keramik und feuerfeste Materialien. Whitewares enthalten Kochgeschirr, Keramikund Wandfliesen. Strukturkeramik umfasst Ziegel, Rohre, Dachziegel und Bodenfliesen. Technische Keramik wird auch als Spezial-, Fein-, Hochentwicklungs- oder Konstruktionskeramik bezeichnet. Diese Klasse umfasst Lager, spezielle Fliesen (z. B. Hitzeschutz für Raumfahrzeuge), biomedizinische Implantate, Keramikbremsen, Kernbrennstoffe, Keramikmotoren und Keramikbeschichtungen. Feuerfeste Materialien sind Keramiken, aus denen Tiegel hergestellt, Brennöfen hergestellt und Wärme in Gaskaminen abgestrahlt werden.

Zu den Rohstoffen für Keramik gehören Ton, Kaolinat, Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Wolframcarbid und bestimmte reine Elemente. Die Rohstoffe werden mit Wasser zu einer Mischung kombiniert, die geformt oder geformt werden kann. Keramiken sind nach ihrer Herstellung schwer zu bearbeiten, daher werden sie normalerweise in ihre endgültigen gewünschten Formen gebracht. Die Form darf trocknen und wird in einem Ofen gebrannt, der als Ofen bezeichnet wird. Der Brennprozess liefert die Energie, um neue zu bilden chemische Bindungen im Material (Verglasung) und manchmal neue Mineralien (z. B. Mullit bildet sich aus Kaolin beim Brennen von Porzellan). Wasserdichte, dekorative oder funktionelle Glasuren können vor dem ersten Brennen hinzugefügt werden oder erfordern möglicherweise ein anschließendes Brennen (häufiger). Das erste Brennen einer Keramik ergibt ein Produkt namens Biskuit. Beim ersten Brand werden organische Stoffe und andere flüchtige Verunreinigungen verbrannt. Der zweite (oder dritte) Brand kann als Verglasung bezeichnet werden.

Keramik, Ziegel, Fliesen, Steingut, Porzellan und Porzellan sind gängige Beispiele für Keramik. Diese Materialien sind bekannt für ihre Verwendung im Bauen, Basteln und in der Kunst. Es gibt viele andere Keramikmaterialien:

• In der Vergangenheit, Glas wurde als Keramik angesehen, da es sich um einen anorganischen Feststoff handelt, der ähnlich wie Keramik gebrannt und behandelt wird. Allerdings ist Glas ein amorph festes Glas wird normalerweise als separates Material betrachtet. Die geordnete innere Struktur von Keramik spielt eine große Rolle in ihren Eigenschaften.
• Festes reines Silizium und Kohlenstoff können als Keramik angesehen werden. Im engeren Sinne ein Diamant könnte man eine Keramik nennen.
• Siliziumkarbid und Wolframkarbid sind technische Keramiken mit hoher Abriebfestigkeit, die sich für Körperschutz, Verschleißplatten für den Bergbau und Maschinenkomponenten eignen.
• Uranoxid (UO₂ ist eine Keramik, die als Kernreaktorkraftstoff verwendet wird.
• Zirkonia (Zirkoniumdioxid) wird zur Herstellung von Keramikmesserklingen, Edelsteinen, Brennstoffzellen und Sauerstoffsensoren verwendet.
• Zinkoxid (ZnO) ist ein Halbleiter.
• Boroxid wird zur Herstellung von Körperschutz verwendet.
• Wismut-Strontium-Kupferoxid und Magnesiumdiborid (MgB₂) sind Supraleiter.
• Steatit (Magnesiumsilikat) wird als elektrischer Isolator verwendet.
• Bariumtitanat wird zur Herstellung von Heizelementen, Kondensatoren, Wandlern und Datenspeicherelementen verwendet.
• Keramische Artefakte sind in der Archäologie und Paläontologie nützlich, da ihre chemische Zusammensetzung zur Identifizierung ihrer Herkunft verwendet werden kann. Dies schließt nicht nur die Zusammensetzung des Tons ein, sondern auch die des Temperament - die während der Herstellung und Trocknung zugesetzten Materialien.

Keramik enthält eine so große Vielfalt an Materialien, dass es schwierig ist, ihre Eigenschaften zu verallgemeinern. Die meisten Keramiken weisen die folgenden Eigenschaften auf:

• Hohe Härte
• Normalerweise spröde, mit geringer Zähigkeit
• Hoch Schmelzpunkt
• Chemische Resistenz
• Schlechte elektrische und thermische Leitfähigkeit
• Niedrig Duktilität
• Hoher Elastizitätsmodul
• Hohe Druckfestigkeit
• Optische Transparenz für eine Vielzahl von Wellenlängen

Ausnahmen sind supraleitende und piezoelektrische Keramiken.

Die Wissenschaft der Herstellung und Charakterisierung von Keramik heißt Keramik.

Verbundwerkstoffe bestehen aus mehr als einer Materialklasse, zu der auch Keramik gehören kann. Beispiele für Verbundwerkstoffe umfassen Kohlefaser und Glasfaser. EIN Cermet ist eine Art Verbundmaterial, das Keramik und Metall enthält.

EIN Glaskeramik ist ein nichtkristallines Material mit einer keramischen Zusammensetzung. Während kristalline Keramiken zum Formen neigen, bilden sich Glaskeramiken durch Gießen oder Blasen einer Schmelze. Beispiele für Glaskeramiken umfassen "Glas" -Kochfelder und den zum Binden verwendeten Glasverbund Atommüll zur Entsorgung.