Keramiek

Keramiek is een materiaal dat noch een metaal noch een polymeer is. Voorbeelden van keramieken zijn bijvoorbeeld aardewerk, steengoed en porselein, maar daarnaast valt ook te denken aan glas, diamanten, supergeleiders en implantaten. Keramiek ontstaat door verhitting (in bijvoorbeeld een oven), soms in combinatie met druk, waarbij minimaal twee elementen aanwezig zijn. Eén van deze elementen is non-metallisch en de ander mag zowel metallisch als niet-metallisch zijn.

Mechanische eigenschappen

Keramische materialen hebben een aantal zeer goede mechanische eigenschappen. Ze zijn zeer hard en bezitten een hoge vloeigrens. Ze zijn erg slijtvast, hittebestendig, niet elektrisch en thermisch geleidend en non-magnetisch. Hier zijn uitzonderingen op, zo zijn sommige keramieken zelfs supergeleidend.

Een groot nadeel van dergelijke materialen is echter dat ze vaak niet ductiel of plastisch zijn. Door deze brosheid zal het materiaal snel bezwijken wanneer er scheuren in ontstaan. Door het keramiek echter toe te passen als een dunne laag op een ander, taaier materiaal (zoals staal) kunnen de beste eigenschappen van beide worden gecombineerd (de slijtvastheid van het keramiek en de buigzaamheid van het metaal). Dit wordt bijvoorbeeld toegepast op boren.

Traditioneel keramiek

Bestand:Deck 20050711.png

Een keramieken vaas.

Het woord "keramiek" komt van het Griekse keramos, wat drinkvat of aardewerkvat betekent. Van origine werd het woord gebruikt voor het aanduiden van voorwerpen die van gebakken klei zijn gemaakt. Traditioneel zijn keramieken dan ook op klei (ofwel silicaten) gebaseerd. Hiervan zijn er zeer veel en ze worden gemaakt van uiteenlopende kleisoorten, diverse toeslagstoffen en allerlei procedés (bijvoorbeeld een verschillende oventemperatuur).

Bij de traditionele keramieken valt bijvoorbeeld te denken aan gebruiksvoorwerpen zoals potten en serviezen in porselein, aardewerk of steengoed, aan bouwmaterialen (baksteen, straatstenen en tegels) en aan sanitair (wasbakken en toiletpotten).

• Aardewerk wordt gebakken van klei bij een temperatuur van 800 tot ongeveer 1100°C, waarbij geen sintering of verglazing optreedt. Aardewerk wordt vrijwel altijd geglazuurd.
  • Terracotta is ongeglazuurd aardewerk van roodbakkende klei.
• Steengoed of gres wordt gemaakt van een gresklei en kan worden gebakken bij hogere temperaturen (1200-1300°C); hierbij versintert de klei, het product is geschikt voor het bewaren van vloeistoffen.
• Porselein, gebakken van een speciale witte kleisoort, gemengd met kwarts en veldspaat, gebakken bij 1200-1400°C, waarbij het geheel verglaast. De basisgrondstof is kaolien of pe-tuntse afkomstig uit China. Kaolien wordt in Europa gevonden in de streek van Limoges, Duitsland, Tsjechië, Oekraïne, Cornwall en Spanje.

Een ander voorbeeld van traditioneel keramiekgebruik is de (beeldhouw)kunst. Hierin staan vooral de vorm en kleur van keramiek centraal. Veelal wordt keramiek hierbij van een glazuurlaag voorzien. Invloedrijke keramisten in het Nederlandse taalgebied zijn onder andere Chris Dagradi (1954), Johan van Loon (1934), Leen Quist (1942-2014), Jan Snoeck (1927), Pieter Stockmans (1940), Frank Steyaert en Jan van der Vaart (1931-2000). Een bekend keramist uit de Verenigde Staten is Richard Staffel (1911-2002).

Tot slot zou de Schijf van Phaistos een keramisch artefact (= door handwerk gemaakt voorwerp) kunnen worden genoemd, aangezien het een door mensen gemaakte schijf van aardewerk is.

Technisch keramiek

Er zijn twee verschillende types technisch keramiek:

• ionaire keramiek: een verbinding van een metaal en een niet-metaal, bijvoorbeeld keukenzout (NaCl), magnesiumoxide (MgO), zirconiumdioxide (ZrO₂). De ionen stapelen zich in een zo dicht mogelijke stapeling.
• covalente keramiek: een verbinding van twee niet-metalen, zoals siliciumdioxide (SiO₂), diamant (C). De moleculen stapelen zich als kettingen, bladvormige structuren of tetraëdrisch.

Enkele gangbare technische keramieken zijn:

• Siliciumcarbide (SiC)
• Boornitride (BN)
• Yttrium-barium-koperoxide (YBaCuO)
• Hydroxyapatiet (HA)
• Siliciumoxide (SiO₂)
• β-tricalciumfosfaat
• Zirkonium(IV)oxide (ZrO₂)

Technische keramieken zijn onder andere te vinden in:

• Substraten in elektrische circuits
• Gereedschap, zoals snijgereedschap en boren
• Medische toepassingen, zoals implantaten voor botten en gebitselementen
• Keramische laag op bijvoorbeeld zuigerstangen of in pannen ter vervanging van de anti-aanbaklaag.
• Isolatie bij hoge temperaturen, zoals ovens en monsternames van staal
• Vensters voor infrarode lasers
• Warmtewisselaars
• Supergeleidende onderdelen
• Kogellagers
• Remschijven

Zie ook

• Oud-Grieks aardewerk
• terra sigillata
• Delfts blauw
• Pottenbakken
• Iznik-keramiek
• Majolica
• Faience (aardewerk)
• Harlinger Aardewerk- en Tegelfabriek
• Keramisto
• Kintsugi

Externe links

• Nederlandse Keramische Vereniging

  Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Ceramic materials op Wikimedia Commons.