Traditionele en technische keramiek

Klei is letterlijk de voornaamste ‘grond’stof voor traditionele keramiek zoals bakstenen, dakpannen, sanitair en serviesgoed. Het woord ‘aardewerk’ voor keramische potten en kannen zegt al genoeg. Klei is een natuurproduct waarvan de samenstelling varieert. Kleideeltjes zijn vlakke, zeshoekige plaatjes die minder dan zo’n 2 μm groot zijn, en die hoofdzakelijk bestaan uit aluminiumsilicaten met een gelaagde kristalstructuur. Met water ertussen schuiven deze plaatjes moeilijk van elkaar, vandaar dat klei een stevige massa vormt.
Voor het maken van een baksteen moet je klei met water mengen om er een handelbare massa van te maken die goed in de baksteenvorm kan worden geperst. Vervolgens droog je deze baksteenvorm om overtollig water af te voeren, en bak je de baksteen in een oven van meer dan 1000 °C om een sterk geheel te krijgen. Het natuurproduct klei wordt hier in feite direct omgezet in het bruikbare product baksteen.
Porselein komt voort uit meerdere grondstoffen. Meng de natuurlijke stoffen kaolien – een witte kleisoort – met kwarts en veldspaat, vorm het gewenste product uit deze massa, bak het in de oven en breng er een glasachtige deklaag (glazuur) op aan. En voilà, je hebt een vaas of bord gemaakt – of een elektrische isolator om bij hoge spanningen te gebruiken.

Sinds de jaren 80 van de vorige eeuw heeft een nieuw soort keramiek een grote vlucht genomen: technische keramiek. Hierbij worden nauwelijks grondstoffen uit de natuur gebruikt, maar vormen zuivere, kwalitatief hoogwaardige poeders de basis. Deze poeders – met kleine (sub-micron) korrels en een nauwe korrelgrootteverdeling – uit een synthetische productieroute worden in diverse processtappen verwerkt tot voorwerpen met speciale, eveneens hoogwaardige fysische en mechanische eigenschappen.
Vanuit chemisch oogpunt bestaat technische keramiek – in feite net als traditionele keramiek – uit verbindingen tussen metallische en niet-metallische elementen: oxiden zoals aluminiumoxide en zirkoonoxide, nitriden zoals siliciumnitride en titaannitride, en carbiden zoals siliciumcarbide. Technische keramiek is sterk en hard vanwege de sterke ion- of covalente bindingen tussen de elementen.
Technisch-keramische materialen kun je vanwege hun hardheid, hun uitzonderlijke slijtvastheid en hun bestendigheid tegen chemicaliën en hoge temperaturen nog gebruiken als andere materialen – zoals de meeste polymeren en metalen – het al lang hebben opgegeven. Bovendien zijn het doorgaans uitstekende elektrische en warmte-isolatoren, maar de uitgebreide technisch-keramische familie kent ook leden met precies de tegenovergestelde eigenschappen. Geen wonder dat je deze materialen overal tegenkomt – in satellieten, micro-elektronica, auto’s en binnen de chemische industrie, om maar een paar toepassingen te noemen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *