کلمه سرامیک از Clay یا خاک رس گرفته شده است که در لاتین به آن Kerames گفته میشود. این واژه در اثر کثرت استعمال به سرامیک تبدیل شده است.
اطلاعات اولیه:
سرامیکها معمولا به استثنای فلزات و آلیاژهای فلزی و مواد آلی ، شامل تمام مواد مهندسی میشوند که از نظر شیمیایی جزو مواد معدنی هستند و بعد از قرار گرفتن در دمای بسیار بالا ، شکل اولیه خود را حفظ کرده و مقاومتر میشوند. ظروف سفالی ، چینی و چینیهای بهداشتی و غیره ، جزو این گروه اند.
تاریخچه :
آشنایی انسان با مواد سرامیکی و استفاده از آنها ، قدمتی بطول تاریخ دارد. سفالینههای کشف شده درمناطق باستانی دنیا نشان میدهد که انسان دردوران باستان ، گل رس و چگونگی کار با آن و پخت و مقاومسازی آن آشنا بوده است. اما امروزه سرامیک ، کاربردهای بسیار فراتر از ظروف سفالی یا چینی دارد و در صنعت و تکنولوژی ، استفادههای فراوانی از آن میشود.
مواد اولیه سرامیکها :
سرامیکها ، از سه ماده اولیه خاک رس ، فلدسپارها و ماسه تهیه میشود. خاک رس ، همان سیلیکاتهای آلومینیوم هیدراته است که به صورت کانیهای مختلفی یافت میشوند.
طبقهبندی کانیهای رس :
1. کانیهای سیلیکاتی دو لایهای
کائولینیت : بررسی پراش اشعه ایکس ، وجود دو لایه را در کائولینیت نشان میدهد. لایه اول شامل واحدهای 2-Si2O5 چهار وجهی است و لایه دوم از واحدهای هشت وجهی 2-Al2(OH)4 تشکیل شده است. از اتصال دو لایه ، یک لایه واحد بوجود میآید که تکرار آن لایه کائولینیت را میسازد.
هالویسیت : کانی دیگر ، هالویسیت است که در مقایسه با کائولینیت کاربرد کمتری دارد.
2. کانیهای سیلیکاتی سه لایهای
مونت موری لونیت : مونت موری لونیت دارای سه لایه ، دو لایه به صورت چهاروجهیهای سیلیکاتی و لایه وسط به صورت گروههای هیدروکسی آلومینات است. به علت توانایی گیر انداختن سیستمهای مولکولی مختلف ، اغلب به عنوان کاتالیست مصرف دارند.
ایلیت : ساختمان ایلیت ، تقریبا شبیه مونت موری لونیت میباشد و چونهمیشه همراه با مخلوط کانیهای دیگر است فرمول دقیقی نمیتوان برای آن در نظر گرفت.
ترکیبات ثانوی خاک رس و تاثیر آن بر سرامیکها :
ترکیبات ثانوی ، شامل ترکیبات آهن ، ماسه ، کربناتهای کلسیم و منیزیم ، میکا و مواد آلی است که مقادیر آنها در انواع خاک رس متغیر میباشد. ترکیبات آهن موجود در خاک رس مثل پیریتها و هیدروکسیدهای آهن و . . . باعث پایین آمدن نقطه ذوب و تغییر رنگ سرامیک قبل از پخت به زرد متمایل به قهوهای و بعد از پخت به صورتی متمایل به قرمز تیره میشوند. ماسه ، باعث کم شدن حالت پلاستیته و کاهش قدرت چسبندگی میشود. کربناتهای کلسیم و منیزیم به عنوان ناخالصی باعث آسیب دیدگی محصول شده و بعد از پخت ، باعث افزایش خلل و فرج و کاهش قدرت مکانیکی و خواص نسوزی محصول میشوند. نمکهای سولفات و کربنات و کلریدهای فلزات قلیایی خاک رس و وانادیوم ، قابل حل در خاکهای رس هستند و موجب پخش مواد در توده خاک رس میشوند. ترکیبات وانادیوم لکههای زرد متمایل به سبز ، روی محصول ایجاد میکنند. ترکیبات آلی موجود در خاک رس ، باعث ایجاد رنگ خاکستری میشوند.
