Care sunt diferitele tipuri de materii prime pentru ceramică?

Materiile prime pentru ceramică acoperă o gamă destul de largă, datorită faptului că ceramica în sine este un grup divers de materiale. În general, ceramica împărtășește proprietățile fizice de a fi cristaline în structură și de a acționa ca materiale termoizolante și electrice, iar aceste proprietăți sunt derivate din câteva elemente majore din natură. Fațada, ceramica și cărămizile conțin materiile prime pentru ceramică sub formă de metale cristaline precum aluminiul amestecat cu compuși de silicați precum cuarțul, feldspatul și mica, care sunt compuse în mare parte din dioxid de siliciu. Aceste tipuri de materii prime sunt denumite în general argilă, constituind peste 90% din compușii minerali de pe suprafața Pământului care se formează în roci.

Cu toate acestea, fabricarea de izolatori pentru temperaturi ridicate și aplicații electronice avansate poate include materii prime pentru ceramică, cum ar fi carbonul, azotul și sulful. Cercetarea avansată în supraconductori se bazează, de asemenea, pe materiile prime pentru compușii ceramici, deoarece ceramica tind să treacă de la proprietățile naturale de izolare la proprietățile supraconductoare la temperaturi foarte scăzute. Ceramica supraconductoare obișnuită se bazează pe compuși de oxid de cupru, dar sunt utilizate și multe metale din Pământuri rare, cum ar fi niobiul și ytriul. Aceste metale împreună cu silicații sunt adesea aliate împreună în fabricarea ceramicii, cum ar fi ytriul, aluminiul și granatul ca compus de silicat. O descoperire recentă din 2002 a unei ceramice supraconductoare unice a fost un compus de plutoniu, cobalt și galiu sau PuCoGa5.

Fabricarea ceramicii implică de obicei un proces în patru etape în care o pulbere care cuprinde metale, silicați sau alți compuși precum carbonul și sulful este comprimată într-un solid sub presiune intensă și apoi prelucrată în forma dorită. Realizarea ceramicii implică apoi arderea produsului la o temperatură cuprinsă între 2,850° și 3,100° Fahrenheit (1,570° până la 1,704° Celsius) timp de 12 până la 120 de ore. În timpul acestui proces, volumul piesei ceramice se comprimă cu aproximativ 20%, ceea ce facilitează o etapă finală după prelucrarea piesei cu o unealtă cu vârf de diamant sau alt echipament precis pentru a se potrivi la toleranțele și specificațiile dorite.

Afacerea cu ceramică se întinde pe o arie largă de interes comercial, de la utilizarea pe scară largă ca ceramică și vase decorative de gătit și lucrări de artă, până la producția de lame de cuțit ceramice, materiale de construcție precum țevi și podele și acoperiri la temperatură înaltă pentru palele motoarelor cu turboreacție. Chiar și înlocuirile dentare, cum ar fi punțile dentare, sunt realizate din ceramică. Deoarece fiecare dintre aceste produse are toleranțe, aspect și cerințe structurale foarte unice, materiile prime pentru ceramică pot proveni dintr-o listă lungă și complexă de ingrediente.