Materialen

Technisch keramiek mag niet verward worden met traditioneel keramiek. Voor traditioneel keramiek worden voornamelijk natuurlijke grondstoffen gebruikt. Soms worden deze grondstoffen direct na winning ingezet. In andere gevallen is de grondstof pas geschikt voor verwerking na een of meerdere zuiveringsstappen.

Natuurlijke en synthetische grondstoffen
In technisch keramiek worden vooral synthetische grondstoffen gebruikt die in de natuur niet of weinig voorkomen en/of moeilijk te winnen zijn. Natuurlijke grondstoffen die wel worden toegepast, moeten vooraf worden opgewerkt tot een nauwkeurig gedefinieerde kwaliteit voor wat betreft zuiverheid, korrelgrootteverdeling en korrelvorm.

De meest gebruikte natuurlijke grondstoffen zijn bauxiet waaruit via het Bayerproces aluminiumoxide (Al2O3) gewonnen wordt, en zirkoonzand (ZrSiO4) voor de bereiding van zirkoonoxide (ZrO2). Twee veel toegepaste synthetische grondstoffen die langs chemische weg gemaakt worden, zijn siliciumcarbide (SiC) en siliciumnitride (Si3N4).

Drie materiaalgroepen
Binnen de wereld van technisch keramiek kennen we drie materiaalgroepen:

  1. Oxidische keramiek
    Al2O3, SiO2, ZrO2, Y2O3, TiO2, MgO, ZnO, Al2TiO5
  2. Niet-oxidische keramiek
    SiC, Si3N4, TiC, TiN, AlN, B4C, TiB2, ZrB2
  3. Composieten
    Denk bijvoorbeeld aan koolstofvezels in een matrix van SiC. Dit composiet wordt gebruikt voor keramische remschijven. Of denk aan nano SiC deeltjes in een matrix van Al2O3 als versterking en vertaaiing. Het composiet ZTA - ZrO2 deeltjes in Al2O3 – heeft vergelijkbare eigenschappen.

Er zijn daarnaast ook gemengde keramische materialen zoals SiAlON’s. Dit zijn materialen die specifieke eigenschappen krijgen door de combinatie van de afzonderlijke elementen. Naar deze materialen wordt momenteel veel onderzoek verricht vanwege de bijzondere eigenschappen die bereikt kunnen worden. Door dotering is het bijvoorbeeld mogelijk optische eigenschappen (fluorescentie) aan het materiaal te geven.