Keramiske materialer

Keramiske materialer, også kalt keramer, er et begrep som dekker uorganiske ikke-metalliske materialer som er dannet under oppvarming. Ordet er avledet av gresk κεραμικός (keramikos), «pottemakerleire».

Hovedgrupper

Keramer kan deles i tre hovedkategorier:

1. Tradisjonelle keramer, såsom porselen, fliser, kloakkrør, glidelager, m.m.
2. Industrielle keramer, såsom i turbiner, bil, fly, og romfart, varmevekslere, pakninger, proteser og skjæreverktøy.
3. Funksjonelle keramer med funksjonelle engenskaper som magnetiske- og elektriske egenskaper og transportegenskaper som ioneledning.

Historikk og anvendelse

Den tidligste kjente bruken av keramer er så langt tilbake som 4000 f.Kr. da det ble benyttet for å lage byggestener og primitive kjøkkenutstyr. Inntil 1960 var keramer hovedsakelig produsert med tradisjonell leire som råstoff, og omdannet til keramikk, teglstein, fliser, fajanse, porselen og lignende, samt sementer og glass.

Mange keramer er harde, porøse og sprø. De er dermed slitesterke i bruk, men svake for mekaniske støt og sjokk. Studiet og utviklingen av keramer omfatter metoder for å løse utfordringene ved slike materialegenskaper, øke materialene bruddstyrke og finne fram til nye anvendelser.

På 1960-tallet ble det utviklet keramiske materialer forsterket ved aluminiumsoksid som ga økt bøyestyrke. Senere erstatninger eller tilskudd av spinell (MgAl₂O₄), zirkoniumoksid (ZrO₂) og yttriumoksid har gitt stadig sterkere konstruksjonskeramer.

Nyere anvendelser er innen brenselceller, gasspermeable membraner, diffusjonsbelegg, korrosjonsbeskyttende skikt, termiske barrierebelegg, optiske materialer, og tannrestaurering (f.eks. CEREC).

Typer og råstoff

Naturlige råstoff:

• Leire
• Flintstein
• Feltspat

Halvfabrikata oksider:

• Alumnia (aluminiumoksid, Al₂O₃)
• Zirkon (zirkoniumoksid, ZrO₃)

Keramer:

• Karbider
  • Wolframkarbid (WC og W₂C)
  • Titankarbid (TiC)
  • Silisiumskarbid (SiC)

• Nitrider
  • Kubisk bornitrid (BN)
  • Titannitrid (TiN)
  • Silisiumnitrid (Si₃N₄)
  • Sialon

• Silica

• Komposittmaterialer
  • Cermet

Produksjon av keramer i Norge

Norge hadde i 2006 totalt 17 større bedrifter som produserer keramer til ulike formål. I tillegg kommer to store produsenter av silisiumkarbid som er et viktig keramisk råstoff. I alt sysselsatte disse 17 bedriftene 1782 personer, omsatte for 2.833 milliarder kr og produserte 483 000 tonn materialer.

Eksterne lenker

• Kalpakjian, Serope (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th edition utg.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-608168-1. CS1-vedlikehold: Ekstra tekst (link)