Was sind die verschiedenen Arten von Rohstoffen für Keramik?

Rohstoffe für Keramiken umfassen ein recht breites Spektrum, da Keramik selbst eine vielfältige Werkstoffgruppe ist. Im Allgemeinen teilen Keramiken die physikalischen Eigenschaften, dass sie eine kristalline Struktur haben und als Wärme- und elektrische Isoliermaterialien wirken, und diese Eigenschaften werden von mehreren Hauptelementen in der Natur abgeleitet. Steingut, Keramik und Ziegel enthalten die Rohstoffe für Keramiken in Form von kristallinen Metallen wie Aluminium, vermischt mit Silikatverbindungen wie Quarz, Feldspat und Glimmer, die größtenteils aus Siliziumdioxid bestehen. Diese Art von Rohstoffen wird allgemein als Ton bezeichnet, der über 90% der mineralischen Verbindungen auf der Erdoberfläche ausmacht, die sich zu Gesteinen formen.

Die Herstellung von Isolatoren für hohe Temperaturen und fortschrittliche Elektronikanwendungen kann jedoch Rohstoffe für Keramiken wie Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel umfassen. Die fortgeschrittene Supraleiterforschung basiert auch auf den Rohstoffen für keramische Verbindungen, da Keramiken dazu neigen, bei sehr niedrigen Temperaturen von natürlichen Isoliereigenschaften zu supraleitenden Eigenschaften zu wechseln. Gängige supraleitende Keramiken basieren auf Kupferoxidverbindungen, aber auch viele Seltenerdmetalle wie Niob und Yttrium werden verwendet. Diese Metalle werden zusammen mit Silikaten häufig bei der Herstellung von Keramiken zusammenlegiert, wie beispielsweise mit Yttrium, Aluminium und Granat als Silikatverbindung. Eine jüngste Entdeckung einer einzigartigen supraleitenden Keramik aus dem Jahr 2002 war eine Verbindung aus Plutonium, Kobalt und Gallium oder PuCoGa5.

Die Herstellung von Keramik umfasst normalerweise einen vierstufigen Prozess, bei dem ein Pulver, das Metalle, Silikate oder andere Verbindungen wie Kohlenstoff und Schwefel enthält, unter starkem Druck zu einem Feststoff komprimiert und dann in eine gewünschte Form gebracht wird. Die Herstellung von Keramik beinhaltet dann das Brennen des Produkts bei einer Temperatur zwischen 2,850 bis 3,100° Fahrenheit (1,570 bis 1,704° Celsius) für 12 bis 120 Stunden. Während dieses Prozesses wird das Volumen des Keramikteils um etwa 20 % komprimiert, was einen letzten Schritt der Bearbeitung des Teils mit einem diamantbestückten Werkzeug oder einer anderen präzisen Ausrüstung erleichtert, um es an die gewünschten Toleranzen und Spezifikationen anzupassen.

Das Keramikgeschäft umfasst ein breites Spektrum von wirtschaftlichem Interesse, von der weit verbreiteten Verwendung als Töpferwaren und dekorativen Porzellankochgefäßen und Kunstwerken bis hin zur Herstellung von Keramikmesserklingen, Baumaterialien wie Rohren und Fußböden und Hochtemperaturbeschichtungen für Turbinenschaufeln. Auch Zahnersatz wie Zahnbrücken werden aus Keramik hergestellt. Da jedes dieser Produkte sehr einzigartige Toleranzen, Aussehen und strukturelle Anforderungen hat, können die Rohstoffe für Keramiken aus einer langen und komplexen Liste von Zutaten stammen.