سرامیک

به مواد (معمولاً جامد)ی که بخش عمدهٔ تشکیل دهندهٔ آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می‌شود.

این تعریف نه‌تنها سفالینه‌ها، پرسلان(چینی)، دیرگدازها،محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را در بر می‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکتریک‌ها، شیشه-سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای و ... نیز می‌شود.

پیشینه

برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود ۷۰۰۰ سال ق.م. می‌دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا ۱۵۰۰۰ سال ق.م نیز دانسته‌اند. ولی در کل اکثریت تاریخ‌نگاران بر ۱۰۰۰۰ سال ق.م اتفاق نظر دارند. (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.)

ریشه واژه

واژهٔ سرامیک از واژهٔ یونانی کراموس (κεραμικός) گرفته شده‌است که به معنی سفال یا شیء پخته‌شده‌است.

طبقه‌بندی سرامیک‌ها

سرامیک‌ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

• سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی)
• سرامیک‌های مدرن (مهندسی)
  • سرامیک‌های اکسیدی
  • سرامیک‌های غیر اکسیدی

سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:

• سرامیک‌های مدرن مونولیتیک (یکپارچه)
• سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی

انواع سرامیک‌ها

سرامیک‌های سنتی

این سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند. مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و ...

سرامیک‌های مدرن

این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیهٔ خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده‌اند.

سرامیک‌های اکسیدی

برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک‌ها عبارت‌اند از:

• برلیا (BeO)
• تیتانیا (TiO_۲)
• آلومینا (Al_۲O_۳)
• زیرکونیا (ZrO_۲)
• منیزیا (MgO)

سرامیک‌های غیراکسیدی

این نوع سرامیک‌ها با توجه به ترکیبشان طبقه‌بندی می‌شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده‌اند:

1. نیتریدها
   • BN
   • TiN
   • Si_۳N_۴
   • GaN
2. کاربیدها
   • SiC
   • TiC
   • WC

و....

صنعت سرامیک

بازار سرامیک‌های پیشرفته در ایالات متحده آمریکا در سال ۱۹۹۸ نزدیک به ۷۰۵ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۰۳ به ۱۱ بیلیون دلار رسید.

خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر

• دیرگدازی بالا
• سختی زیاد
• مقاومت به خوردگی بالا
• استحکام فشاری بالا

کاربردهای مختلف مواد سرامیکی

در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چندنمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده‌است:

1. الکتریکی و مغناطیسی
   • عایق‌های ولتاژ بالا (AlN- Al_۲O_۳)
   • دی الکتریک (BaTiO_۳)
   • پیزوالکتریک (ZnO- SiO_۲)
   • پیروالکتریک (Pb(Zr_xTi_۱-x)O_۳))
   • مغناطیس نرم (Zn_۱-xMn_xFe_۲O_۴)
   • مغناطیس سخت (SrO.۶Fe_۲O_۳)
   • نیمه‌رسانا (ZnO- GaN-SnO_۲)
   • رسانای یونی (β-Al_۲O_۳)
   • تابانندهٔ الکترون (LaB_۶)
   • ابررسانا (Ba_۲LaCu_۳O_۷-δ)
2. سختی بالا
   • ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ‌زنی (_۲O_۳TiN-Al)
   • مقاومت مکانیکی (SiC- Si_۳N_۴)
3. نوری
   • فلورسانس (Y_۲O_۳)
   • ترانسلوسانس(نیمه‌شفاف) (SnO_۲)
   • منحرف کنندهٔ نوری (PLZT)
   • بازتاب نوری (TiN)
   • بازتاب مادون قرمز (SnO_۲)
   • انتقال دهندهٔ نور (SiO_۲)
4. حرارتی
   • پایداری حرارتی (ThO_۲)
   • عایق حرارتی (CaO.nSiO_۲)
   • رسانای حرارتی (AlN - C)
5. شیمیایی و بیوشیمیایی
   • پروتزهای استخوانی P_۳O_۱۲(Al_۲O_۳.Ca_۵(F،Cl))
   • سابستریت (TiO_۲- SiO_۲)
   • کاتالیزور (KO_۲.mnAl_۲O_۳)
6. فناوری هسته‌ای
   • سوخت‌های هسته‌ای سرامیکی
   • مواد کاهش‌دهندهٔ انرژی نوترون
   • مواد کنترل کنندهٔ فعالیت راکتور

جستارهای وابسته

• بیوسرامیک
• سرامیک‌های زرهی
• زئولیت
• تست غیرمخرب
• دوغاب
• مهندسی سرامیک
• سراموگرافی
• ترمز سرامیکی
• موتور سرامیکی
• خواص فیزیکی مواد
• خواص مکانیکی مواد