Керамическое Определение и Химия

Слово «керамика» происходит от греческого слова «keramikos», что означает «керамика». В то время как самая ранняя керамика была глиняной посудой, термин охватывает большую группу материалов, включая некоторые чистые элементы. Керамика является неорганический, неметаллических твердыйобычно на основе оксида, нитрида, борида или карбида, который обжигают при высокой температуре. Керамика может быть глазирована до обжига для получения покрытия, которое уменьшает пористость и имеет гладкую, часто окрашенную поверхность. Многие керамики содержат смесь ионных и ковалентных связей между атомами. Полученный материал может быть кристаллическим, полукристаллическим или стекловидным. Аморфные материалы с подобным составом обычно называют "стекло".

Четырьмя основными типами керамики являются белые изделия, структурная керамика, техническая керамика и огнеупоры. Whiteware включают посуду, керамикаи настенная плитка. Структурная керамика включает в себя кирпичи, трубы, кровельную плитку и напольную плитку. Техническая керамика также известна как специальная, тонкая, продвинутая или инженерная керамика. К этому классу относятся подшипники, специальные плитки (например, теплозащитные средства космического корабля), биомедицинские имплантаты, керамические тормоза, ядерное топливо, керамические двигатели и керамические покрытия. Огнеупоры - это керамика, используемая для изготовления тиглей, печей для обжига и отопления в газовых каминах.

Сырье для керамики включает глину, каолинат, оксид алюминия, карбид кремния, карбид вольфрама и некоторые чистые элементы. Сырье объединяется с водой, образуя смесь, которая может иметь форму или форму. Керамика трудна в работе после того, как она сделана, поэтому, как правило, они имеют окончательную форму. Форме дают высохнуть и ее обжигают в печи, которая называется печью. Процесс обжига дает энергию для формирования новых химические связи в материале (стеклование) и иногда новые минералы (например, муллит образуется из каолина при обжиге фарфора). Водостойкие, декоративные или функциональные глазури могут быть добавлены до первого обжига или могут потребовать последующего обжига (чаще). Первый обжиг керамики дает продукт, называемый бисквитом. При первом обжиге отжигаются органические вещества и другие летучие примеси. Второй (или третий) обжиг можно назвать остеклением.

Керамика, кирпичи, плитка, фаянс, фарфор и фарфор являются распространенными примерами керамики. Эти материалы хорошо известны для использования в строительстве, ремесле и искусстве. Есть много других керамических материалов:

• В прошлом, стекло считалось керамикой, потому что это неорганическое твердое вещество, которое обжигают и обрабатывают так же, как керамику. Тем не менее, потому что стекло является аморфный твердая, стекло обычно считается отдельным материалом. Упорядоченная внутренняя структура керамики играет большую роль в их свойствах.
• Твердый чистый кремний и углерод можно считать керамикой. В строгом смысле Алмаз можно назвать керамикой.
• Карбид кремния и карбид вольфрама - это техническая керамика, обладающая высокой стойкостью к истиранию, что делает их полезными для бронежилетов, износостойких пластин для горнодобывающей промышленности и деталей машин.
• Оксид урана (UO₂ керамика, используемая в качестве топлива для ядерного реактора.
• Цирконий (диоксид циркония) используется для изготовления керамических лезвий, драгоценных камней, топливных элементов и датчиков кислорода.
• Оксид цинка (ZnO) является полупроводником.
• Оксид бора используется для изготовления бронежилетов.
• Висмут, стронций, оксид меди и диборид магния (MgB₂) являются сверхпроводниками.
• Стеатит (силикат магния) используется в качестве электрического изолятора.
• Титанат бария используется для изготовления нагревательных элементов, конденсаторов, преобразователей и элементов хранения данных.
• Керамические артефакты полезны в археологии и палеонтологии, потому что их химический состав может быть использован для определения их происхождения. Это включает в себя не только состав глины, но и состав характер - материалы, добавленные в процессе производства и сушки.

Керамика включает в себя такое разнообразие материалов, что сложно обобщить их характеристики. Большинство керамики проявляют следующие свойства:

• Высокая твердость
• Обычно хрупкий, с плохой вязкостью
• Высоко температура плавления
• Химическая устойчивость
• Плохая электрическая и теплопроводность
• Низкий тягучесть
• Высокий модуль упругости
• Высокая прочность на сжатие
• Оптическая прозрачность для различных длин волн

Исключение составляют сверхпроводящая и пьезоэлектрическая керамика.

Наука о приготовлении и характеристике керамики называется ceramography.

Композитные материалы состоят из нескольких классов материалов, которые могут включать керамику. Примеры композитов включают углеродное волокно и стекловолокно. металлокерамика это тип композитного материала, содержащего керамику и металл.

стеклокерамика представляет собой некристаллический материал с керамическим составом. В то время как кристаллическая керамика имеет тенденцию к формованию, стеклокерамика образуется в результате отливки или выдувания расплава. Примеры стеклокерамики включают «стеклянные» плиты и стеклокомпозит, используемый для связывания ядерные отходы для утилизации.