Materialele ceramice. Ce sunt și ce proprietăți au.

Materialele ceramice. Ce sunt și ce proprietăți au.

Frumusețea și durabilitatea materialelor ceramice sunt cunoscute de milenii. Primele civilizații omenești au apărut după ce oamenii au învățat să facă vase din lut, nears mai întâi și după aceea din lut ars.

A fost o revoluție în evoluția societății omenești, deoarece oamenii au avut în ce să își păstreze hrana, fapt care a dus la creșterea productivității muncii și implicit a populației, concomitent cu apariția diviziunii sociale a muncii.

Pentru construcții, materialele ceramice s-au dovedit de asemenea neprețuite. Cărămizile au permis construirea de orașe, iar plăcile ceramice de tot felul au înfrumusețat clădirile. Până la romani, de la care ne-au rămas fascinante mozaicuri din plăcuțe ceramice, cu mii de ani înaintea lor au fost egiptenii, babilonienii, perșii, grecii și mulți alții care au învățat să utilizeze ceramica în diverse scopuri.

Ce sunt materialele ceramice?

Dar ce sunt totuși materialele ceramice?  Căutând etimologia cuvântului, aflăm că ceramică din limba română, aproape identic cu cuvântul folosit și în alte limbi (ceramic în engleză, ceramique în franceză, keramik în germană etc.), provine din grecescul keramios, care înseamnă argilă arsă. Materialele ceramice se obțin deci prin arderea la temperaturi ridicate, a unei compoziții din lut sau argilă cu apă și alte adaosuri. Asta doar așa, la nivel „primitiv” de cunoaștere.

Dacă vrem să avansăm însă, trebuie să spunem că există mult mai multe materiale folosite la fabricarea produselor ceramice, mult mai multe substanțe de adaos, unele chiar ținute secrete de către profesioniști, cum la fel sunt ținute secrete și procedeele de ardere, la diverse temperaturi pentru diverse perioade de timp. Un alt mare secret îl reprezintă culorile și emailurile folosite pentru finisarea produselor ceramice, cele care dau aspectul final.

Din punct de vedere chimic, materialele ceramice sunt oxizi metalici și nemetalici. Argilele din care se obțin fac parte din marea categorie a alumino-silicaților, substanțe prezente de altfel în procent ridicat în scoarța terestră. Prin ardere se obține o structură internă cristalină, cu legături chimice covalente și electrovalente (ionice) între atomii și moleculele componente, dar nu dorim să intrăm în astfel de detalii.

Proprietățile materialelor ceramice

Proprietățile materialelor ceramice sunt cele care le fac atât de utilizate în diverse domenii. Să vedem câteva, mai ales în comparație cu proprietățile metalelor.

• Materialele ceramice au densitatea cam la jumătate în comparație cu metalele, fiind deci mai ușoare.
• În general, procesul de obținere a materialelor ceramice este mai simplu decât în cazul metalelor, ceea ce explică de ce acestea au fost utilizate din timpuri străvechi. Arderea materialelor ceramice implică totuși un consum mare de energie.
• Materialele ceramice sunt mult mai rezistente la coroziune în comparație cu metalele. Ele rezistă și la temperaturi ridicate, topindu-se mult mai greu decât metalele. Rezistă și la acțiunea factorilor de mediu, fiind foarte durabile. Practic un material ceramic poate rezista sute sau chiar mii de ani, în timp ce metalele nu rezistă atât de mult.
• Din punct de vedere electric, materialele ceramice sunt izolatori, iar din punct de vedere termic conduc căldura mult mai slab decât metalele. Sunt deci și izolatori termici.
• Materialele ceramice au rigiditatea ridicată și se dilată mult mai puțin comparativ cu metalele.
• Fragilitatea este cea mai mare problemă a materialelor ceramice. Ele se rup brusc, fără să se deformeze, ca metalele și se distrug ireversibil: nu mai pot fi lipite sau sudate. Aici metalele sunt net superioare. Dar și în acest caz s-au inventat în ultimul timp tot felul de materiale compozite, în care ceramica a fost combinată cu alte materiale (plastice, sau chiar metale), pentru a se ajunge la proprietăți fenomenale: ceramici care nu se sparg, dure ca oțelul.

Voi mai știți alte proprietăți ale materialelor ceramice?