Fagstoff

Keramiske materialer

Keramiske materialer er en gruppe materialer som er harde, men sprø. Porselen, takstein og fliser er eksempler på produkter som består av keramiske materialer.

Keramiske materialer er mer enn keramikk

Ordet keram kommer fra gresk og betyr leire. Vi finner igjen ordet i håndverket keramikk, hvor leire er et sentralt materiale.

Når vi brenner leire i en ovn, blir den hard og sprø, og resultatet er keramikk. I oppvarmingsprosessen smelter de små leirepartiklene sammen til større enheter. Dette kalles sintring.

Keramikk er et eksempel på et keram eller et keramisk materiale. Leire er altså ikke et keramisk materiale i utgangspunktet, men etter varmebehandling får den egenskaper som kjennetegner keramiske materialer.

Leire består stort sett av forbindelser der aluminium- og silisumioner er bundet til oksygen.

Kuler i ulike farger bundet sammen i lagdelt struktur. Illustrasjon. — Utsnitt av strukturen til leiretypen kaolinitt. Rødt = oksygen, lys brun = silisium, grått = aluminium. Før brenning er molekylene i leira ordnet i et ordnet mønster, et krystallgitter. Under brenning blir strukturen endret, og molekylene danner en usystematisk struktur (en såkalt amorf struktur).

Noen vanlige keramiske materialer er:

Egenskaper

Diskuter

Studer figuren med keramiske materialer over.

Hvilke egenskaper tror dere slike materialer har?

Keramikk er sprøtt men slitesterkt

Dere har sikkert opplevd å knuse et vannglass eller en kopp av porselen eller keramikk. Den store svakheten ved flere av de keramiske materialene er at de er sprø og knuser lett. Da virker det kanskje rart at disse materialene samtidig er veldig slitesterke? Arkeologiske utgravinger fra flere tusen år tilbake har avdekket både glassbiter og potteskår fra keramikk.

Egenskaper til keramiske materialer:

leder strøm og varme dårlig
sprø/porøse
lav tetthet
kan være gjennomsiktige
harde

Keramiske materialer fra naturen

Klassiske keramiske materialer er laget av naturmaterialer som

feltspat (bergart)
kaolin (hvit leire)
kvarts ( ${SiO}_{2}$ )

Illustrasjon som viser mengdeforholdet av feltspat, kvarts og kaolinleire i noen keramiske produkter. Illustrasjon. — Mengdeforholdet av feltspat, kvarts og kaolinlerie i noen keramiske produkter.

Materialer i industrien

I industrien er det vanlig med materialer som er framstilt industrielt. Råstoffet kommer fra naturen, men det er videreforedlet og renset slik at stoffet er rent og består av kun én kjemiske forbindelse.

Eksempler på materialer som brukes i industri, er

silisiumoksid
sinkoksid
silisumkarbid

Med rene stoffer er det lettere å lage produkter med nøyaktig de egenskapene vi er ute etter, og vi kan lage mange eksemplarer av det samme produktet med samme kvalitet og utseende.

Produkter som framstilles industrielt, er for eksempel

bremseklosser
kniver
koketopper
proteser

Diskuter

Hvilke produkter med keramiske materialer kjenner dere til?
Hva har keramiske materialer til felles?
Hva er fordelen med å bruke keramiske materialer?
Hva er ulempen med keramiske materialer i produkter?

Kilder

Den norske tannlegeforenings tidende. (2005). Porselen og andre keramer. Hentet fra https://www.tannlegetidende.no/i/2005/14/dntt-172683

Johansen, H. (2017, 15. november). Keramiske materialer. Hentet fra https://materialteknologi.files.wordpress.com/2018/02/ml-keramer-kompendium-mitdl.pdf

Johansen, H. (u.å.). Forelesningsnotater Materiallære Keramer. Hentet 22. april 2020 fra http://folk.ntnu.no/hennj/materialteknologi/materialteknologi/Materiallare/arbeidsplan/keramer/Materiallaere-keramer-forelesningnotater.pdf

CC BY-SASkrevet av Thomas Bedin.

Sist faglig oppdatert 02.04.2020