Quali sono i diversi tipi di materie prime per la ceramica?
Le materie prime per la ceramica abbracciano una gamma abbastanza ampia a causa del fatto che le ceramiche stesse sono un gruppo diversificato di materiali. In generale, la ceramica condivide le proprietà fisiche di essere cristallina nella struttura e di agire come materiale isolante termico ed elettrico, e queste proprietà sono derivate da diversi elementi importanti in natura. Terracotta, ceramica e mattoni contengono le materie prime per la ceramica sotto forma di metalli cristallini come l'alluminio mescolato con composti di silicati come quarzo, feldspato e mica, che sono composti in gran parte di biossido di silicio. Questi tipi di materie prime sono generalmente indicati come argilla, costituendo oltre il 90% dei composti minerali sulla superficie della Terra che si formano in rocce.
Realizzare isolanti per alte temperature e applicazioni elettroniche avanzate, tuttavia, può includere materie prime per ceramica come carbonio, azoto e zolfo. La ricerca avanzata sui superconduttori si basa anche sulle materie prime per i composti ceramici poiché la ceramica tende a passare dalle proprietà isolanti naturali alle proprietà superconduttive a temperature molto basse. Le ceramiche superconduttive comuni si basano su composti di ossido di rame, ma vengono utilizzati anche molti metalli delle terre rare come niobio e ittrio. Questi metalli insieme ai silicati sono spesso legati insieme nella produzione di ceramiche come ittrio, alluminio e granato come composto di silicato. Una recente scoperta a partire dal 2002 di una ceramica superconduttiva unica è stata un composto di plutonio, cobalto e gallio, o PuCoGa 5 .
La produzione di ceramica di solito comporta un processo in quattro fasi in cui una polvere che comprende i metalli, i silicati o altri composti come il carbonio e lo zolfo viene compressa in un solido sotto pressione intensa e quindi lavorata nella forma desiderata. La fabbricazione della ceramica comporta quindi la cottura del prodotto a una temperatura compresa tra 2.850 ° e 3.100 ° Fahrenheit (1.570 ° a 1.704 ° Celsius) per un periodo compreso tra 12 e 120 ore. Durante questo processo, il volume della parte in ceramica si comprime di circa il 20%, il che facilita il passaggio finale della lavorazione della parte con uno strumento a punta di diamante o altre attrezzature precise per adattarlo alle tolleranze e alle specifiche desiderate.
Il settore ceramico copre una vasta area di interesse commerciale dall'uso diffuso come vasellame e vasi di cottura in porcellana decorativa e opere d'arte alla produzione di lame di coltelli in ceramica, materiali da costruzione come tubi e pavimenti e rivestimenti ad alta temperatura per lame di motori a turbogetto. Anche i ricambi dentali come i ponti dentali sono realizzati in ceramica. Poiché ciascuno di questi prodotti ha tolleranze, aspetto e requisiti strutturali davvero unici, le materie prime per la ceramica possono provenire da un lungo e complesso elenco di ingredienti.