Les matières premières pour la céramique couvrent une gamme assez large en raison du fait que la céramique elle-même est un groupe diversifié de matériaux. En général, les céramiques partagent les propriétés physiques d’être de structure cristalline et d’agir comme des matériaux isolants thermiques et électriques, et ces propriétés sont dérivées de plusieurs éléments majeurs de la nature. La faïence, la poterie et les briques contiennent les matières premières pour la céramique sous la forme de métaux cristallins comme l’aluminium mélangés à des composés de silicate comme le quartz, le feldspath et le mica, qui sont composés en grande partie de dioxyde de silicium. Ces types de matières premières sont généralement appelés argile, constituant plus de 90 % des composés minéraux à la surface de la Terre qui se transforment en roches.
Cependant, la fabrication d’isolants pour les températures élevées et les applications électroniques avancées peut inclure des matières premières pour les céramiques telles que le carbone, l’azote et le soufre. La recherche avancée sur les supraconducteurs est également basée sur les matières premières des composés céramiques, car les céramiques ont tendance à passer des propriétés isolantes naturelles aux propriétés supraconductrices à très basse température. Les céramiques supraconductrices courantes sont basées sur des composés d’oxyde de cuivre, mais de nombreux métaux des terres rares comme le niobium et l’yttrium sont également utilisés. Ces métaux ainsi que les silicates sont souvent alliés dans la fabrication de céramiques telles que l’yttrium, l’aluminium et le grenat en tant que composé de silicate. Une découverte récente en 2002 d’une céramique supraconductrice unique était un composé de plutonium, de cobalt et de gallium, ou PuCoGa5.
La fabrication de céramiques implique généralement un processus en quatre étapes où une poudre qui comprend les métaux, les silicates ou d’autres composés comme le carbone et le soufre est comprimée en un solide sous une pression intense, puis usinée dans la forme souhaitée. La fabrication de la céramique implique ensuite la cuisson du produit à une température comprise entre 2,850 3,100 et 1,570 1,704° Fahrenheit (12 120° à 20 XNUMX° Celsius) pendant XNUMX à XNUMX heures. Au cours de ce processus, le volume de la pièce en céramique se comprime d’environ XNUMX %, ce qui facilite une dernière étape après l’usinage de la pièce avec un outil à pointe de diamant ou un autre équipement précis pour l’adapter aux tolérances et aux spécifications souhaitées.
Le secteur de la céramique couvre un vaste domaine d’intérêt commercial, allant de l’utilisation généralisée comme poterie et récipients de cuisson décoratifs en porcelaine et d’œuvres d’art à la production de lames de couteaux en céramique, de matériaux de construction comme les tuyaux et les revêtements de sol, et les revêtements à haute température pour les aubes de turboréacteurs. Même les remplacements dentaires comme les ponts dentaires sont fabriqués à partir de céramique. Étant donné que chacun de ces produits a des tolérances, une apparence et des exigences structurelles très uniques, les matières premières pour la céramique peuvent provenir d’une longue et complexe liste d’ingrédients.