Keramiska material är oorganiska, icke-metalliska fasta ämnen som kan vara antingen kristallina eller amorfa till sin struktur. De framställs genom noggrant kontrollerad uppvärmning och kylning av råmaterialen. Kemiskt sett definieras keramiska material som oorganiska oxider eller icke-oxider, och de består av kristallina partikulära material.
De mest kända keramiska produkterna är porslin och tegelstenar, men dagens keramik används långt bortom traditionella tillämpningar. Modern teknik har gjort keramiska material oumbärliga inom områden som maskinteknik, halvledarindustrin, verktygstillverkning, ballistik, gasturbinmotorer, klockor, tandimplantat, syntetiska ben och rymdutrustning.
Keramiska oxider, exempelvis aluminiumoxid (alumina) eller zirkoniumoxid (zirkonia), är resistenta mot oxidation. Eftersom de inte reagerar kemiskt med omgivningen fungerar de utmärkt som både elektriska och termiska isolatorer.
För att oxidkeramer ska behålla sina unika egenskaper krävs extrem renhet. Tillverkningsprocessen är därför mycket omfattande och komplex, eftersom även små föroreningar kan förändra materialets egenskaper avsevärt. Värmebehandlingarna anpassas dessutom noggrant för att ge materialet en specifik kristallstruktur.
Icke-oxiderande keramer, såsom karbider, borider, nitriter eller silicider, är i regel mer känsliga för oxidation. Dessa föreningar är dock mycket hårda och kemiskt inerta, vilket ger dem goda egenskaper när det gäller värme- och elektrisk ledningsförmåga.
Tillverkningen sker vanligtvis i tre steg: först framställs de önskade icke-oxiderna, därefter blandas de i pulverform i exakta proportioner, och slutligen värmebehandlas blandningen i en kontrollerad syrefri miljö.
Kompositer kombinerar oxider och icke-oxider som förstärkts med hjälp av partikulärt material. De är generellt sett sega men kostsamma att tillverka. Deras ledningsförmåga och oxidationsbeständighet varierar beroende på den exakta sammansättningen.
Det går att framställa ett brett spektrum av kompositkeramer genom olika kombinationer av oxider, icke-oxider och polymerer – det vill säga kemiska föreningar som består av upprepade strukturella enheter. Seghet, hårdhet och ledningsförmåga kan därmed anpassas efter materialets framtida användningsområde.
Ferritmagneter är billiga keramiska material som är mycket spröda. De bör därför inte användas i bärande konstruktioner. Ferritmagneter tål endast måttlig värme och börjar brytas ner vid cirka 300 grader Celsius.
De framställs genom att järnoxid kombineras med strontium- eller bariumoxid, varefter blandningen komprimeras tillsammans med ett keramiskt bindemedel.
BAM är en keramisk legering som innehåller bor, aluminium, magnesium och titanborid. Det är ett av de hårdaste och slätaste keramiska materialen som hittills framställts.
Materialet används överallt där man behöver hårda, slitstarka ytor och friktionsfria miljöer – till exempel som beläggningar på rörliga delar i maskiner och utrustning.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online