Seramikler, günlük yaşam tarzımız için gerekli olan inorganik ve metal olmayan malzemeler olarak sınıflandırılır. Seramik ve malzeme mühendisleri, bu ürünlerin yapılabileceği prosesleri tasarlayan, yeni tip seramik ürünler yaratan ve günlük yaşamda seramik ürünler için farklı kullanım alanları bulan kişilerdir.
Seramik her yerdedir. Bu malzeme kategorisi kiremit, tuğla, tabak, cam ve tuvalet gibi şeyleri içerir. Seramikler, saatler (kuvars ayar çatalları-saatlerde zaman tutma cihazları), karlı gökyüzü (üzerlerine voltaj uygulandığında gerilen piezoelektrik-seramikler), otomobillerde (yarış arabalarında bulunan kıvılcımlar ve seramik motor parçaları) gibi ürünlerde bulunabilir, ve telefon hatları. Ayrıca uzay mekiklerinde, cihazlarda (emaye kaplamalar) ve uçaklarda (burun konileri) bulunabilirler. Oluşum yöntemlerine bağlı olarak seramikler yoğun veya hafif olabilir. Tipik olarak, mükemmel güç ve sertlik özellikleri sergileyeceklerdir; ancak doğaları gereği genellikle kırılgandırlar. Seramikler, elektriksel olarak iletken malzemeler, elektriğin kütlelerinin içinden geçmesine izin veren nesneler veya yalıtkanlar, elektrik akışını engelleyen malzemeler olarak da kullanılabilir. Süper iletkenler gibi bazı seramikler de manyetik özellikler gösterir.
Seramikler genellikle kil, toprak elementleri, tozlar ve su karışımları alınarak istenilen formlara getirilerek yapılır. Seramik şekillendirildikten sonra, fırın olarak bilinen yüksek sıcaklıktaki bir fırında pişirilir. Genellikle seramikler, sır olarak bilinen dekoratif, su geçirmez, boya benzeri maddelerle kaplanır.
Seramik Üretim
Seramik işleme, boyut, şekil, detay, karmaşıklık ve malzeme bileşimi, yapısı ve maliyeti açısından çok çeşitli ticari ürünler üretmek için kullanılır. Uygulamalı bir bilim için seramik işlemenin amacı, seramik malzemeleri rafine etme, geliştirme ve karakterize etme konusundaki artan becerinin doğal sonucudur.
Seramikler tipik olarak, sert bir ürün oluşturmak için işlenmiş killer ve diğer doğal hammaddeler üzerine ısı uygulanmasıyla üretilir. Başlangıç malzemesi olarak doğal olarak oluşan kayaları ve mineralleri kullanan seramik ürünler, saflığı, partikül boyutunu, partikül boyutu dağılımını ve heterojenliği kontrol etmek için özel işlemlerden geçmelidir. Bu özellikler, bitmiş seramiğin nihai özelliklerinde büyük rol oynar. Kimyasal olarak hazırlanmış tozlar da bazı seramik ürünler için başlangıç malzemeleri olarak kullanılmaktadır. Bu sentetik malzemeler, hassas kimyasal bileşimlere ve parçacık boyutuna sahip tozlar üretmek için kontrol edilebilir.
Bir sonraki adım, seramik partiküllerini istenen şekle sokmaktır. Bu, su ve / veya bağlayıcılar gibi katkı maddelerinin eklenmesi ve ardından bir şekil oluşturma işlemi ile gerçekleştirilir. Seramikler için en yaygın biçimlendirme yöntemlerinden bazıları, ekstrüzyon, slip döküm, presleme, bant döküm ve enjeksiyonlu kalıplamadır. Parçacıklar oluşturulduktan sonra, bu "yeşil" seramikler, sert, bitmiş bir ürün üretmek için bir ısıl işleme (ateşleme veya sinterleme adı verilir) tabi tutulur. Elektrik izolatörleri, yemek takımı ve fayans gibi bazı seramik ürünler daha sonra bir sırlama işlemine tabi tutulabilir. Gelişmiş uygulamalara yönelik bazı seramikler, belirli mühendislik tasarım kriterlerini karşılamak için bir işleme ve / veya cilalama aşamasından geçebilir.
Özellikleri
Seramik malzemelerin özellikleri, tüm malzemeler gibi, mevcut atom türlerine, atomlar arasındaki bağ türlerine ve atomların birlikte paketlenme şekline göre belirlenir. Bu, atomik ölçekli yapı olarak bilinir. Seramiklerin çoğu iki veya daha fazla elementten oluşur. Buna bileşik denir. Örneğin, alüminyum oksit (Al 2 O 3 ), alüminyum atomu ve oksijen atomundan yapılma bir bileşiktir.
Seramik malzemelerdeki atomlar kimyasal bir bağ ile bir arada tutulur. Seramik malzemeler için en yaygın iki kimyasal bağ kovalent ve iyoniktir. Metaller için kimyasal bağa metalik bağ denir. Atomların birbirine bağlanması, kovalent ve iyonik bağda metalikten çok daha güçlüdür. Bu nedenle, genel olarak konuşursak, metaller sünektir ve seramikler kırılgandır. Seramik malzemeler çok çeşitli özellikleri nedeniyle, çok sayıda uygulama için kullanılırlar. Genel olarak, çoğu seramik: aşınmaya dayanıklı, kırılgan, dayanıklı, termal izolatörler, elektrik izolatörleri, manyetik olmayan, oksidasyona dayanıklı, termal şoka yatkın ve
kimyasal olarak kararlı.
Seramik Tarihi
Arkeologlar, geçmişi en az MÖ 24.000'e kadar uzanan insan yapımı seramikler ortaya çıkardılar. Bu seramikler Çekoslovakya'da bulundu ve hayvan ve insan figürinleri, levhalar ve toplar şeklindeydi. Bu seramikler hayvansal yağ ve kemik külü ve ince killi bir malzeme ile karıştırılmış kemikten yapılmıştır. Seramikler şekillendirildikten sonra 500-800 ° C arasındaki sıcaklıklarda kubbeli ve at nalı şeklindeki fırınlarda kısmen çukur duvarlarla kazılmış fırınlarda pişirilmiştir. Bu seramiklerin ne için kullanıldığı belli olmamakla birlikte faydacı olduğu düşünülmemektedir. İşlevsel çanak çömlek kaplarının ilk kullanımının MÖ 9.000'de olduğu düşünülmektedir. Bu kaplar büyük olasılıkla tahıl ve diğer yiyecekleri tutmak ve depolamak için kullanıldı.
Eski cam üretiminin, Yukarı Mısır'da yaklaşık MÖ 8.000'de gelişen çanak çömlek yapımı ile yakından ilgili olduğu düşünülmektedir. Çanak çömlek pişirilirken, soda ile birleşen kum içeren kalsiyum oksit (CaO) varlığı ve çömlek fırınının aşırı ısınması, seramik kap üzerinde renkli bir sır oluşmasına neden olmuş olabilir. Uzmanlar, MÖ 1.500 yılına kadar camın seramikten bağımsız olarak üretildiğine ve ayrı parçalar halinde şekillendirildiğine inanıyor.
Bu kadim zamanlardan beri, seramik teknolojisi ve uygulamaları (cam dahil) giderek artmıştır. Seramiğin insanlığın ilerlemesinde oynadığı önemli rolü genellikle hafife alıyoruz. Aşağıda seramiğin toplum için ne kadar önemli olduğuna dair birkaç örnek var.
Comments