Šta znamo o keramici?

Napravljena od praha glinice i kalcinirana na visokoj temperaturi, aluminijska keramika se razlikuje od bijele keramike po tome što može podnijeti visoku temperaturu do 1700 stepeni (3092 stepena F) sa dobrim performansama u kiseloj i alkalnoj otpornosti. Zato su lonci napravljeni od aluminijum oksida. Aluminij se također koristi kao izolator, svjećica i štampana ploča. Međutim, jedan nedostatak aluminijske keramike je taj što ima visok koeficijent toplinskog širenja, sklon pucanju kada temperatura naglo poraste ili padne. Aluminijska keramika je čvrsta i može lako strugati staklo.

Osim glinice, u proizvodnji keramike koristi se i cirkonijum dioksid. Cirkonijum keramika (ZrO₂) je superiorna u odnosu na aluminijsku keramiku u mnogim aspektima. Gustoća ZrO₂ keramike je skoro dvostruko veća od glinice. Takođe je mnogo teže sa dužim vijekom trajanja. Često se koristi za izradu keramičkog noža koji je izdržljiv i bez poliranja. Ne samo to, koristi se i za izradu materijala za ispunu zuba. Uz napore naučnika, ljudi su takođe uspeli da učine keramiku još čvršćom. Oni dodaju 5% itrijum oksida u sirovine, čineći keramiku glađom, čvršćom i lakoćom za proces gašenja. Od ove vrste sirovina izrađuju se keramičke kuglice u specijalnom ležaju. Također se može koristiti za poliranje ili brušenje metala ili drugih materijala. Međutim, ZrO₂ keramika je tri puta skuplja od aluminijske keramike, vrlo osjetljiva na promjene temperature s vrlo visokim koeficijentom toplinskog širenja.

Malo-pomalo, ljudi su uspješno sintetizirali borazon, spoj bora i dušika. Čisti borazon je bijeli prah i može podnijeti visoku temperaturu do 2000 stepeni (3632 stepena F). Veoma je lagan, samo duplo teži od vode. Može se zagrijati na visokoj temperaturi bez znaka zanosa. Može se koristiti za plazma lučno zavarivanje (PAW) i kao zaštitna hauba za volframove elektrode za zavarivanje. Također je savršen izolacijski materijal. Borazon je toliko gladak da se tečno staklo i fuzionirani metal neće zakačiti za njega. Međutim, vrlo je mekan, lako se struže.

Pored azota, bor može formirati spoj sa ugljenikom. Jedna vrsta bor karbidne keramike, koja se naziva i crni dijamant, jedna je od najtvrđih supstanci. Keramika od karbida bora može lako strugati staklo. Njegov prah se može koristiti za mljevenje i poliranje drugih tvari. Bor može formirati lantan heksaborid sa plemenitim metalom retkih zemalja lantanom. Za razliku od druge keramike, ima dobru električnu provodljivost. Njegova tačka topljenja je 2200 stepeni (3992 stepena F), često se koristi kao termionska katoda za dosta opreme. Također se može koristiti u zavarivanju elektronskim snopom ili katodnom izvoru elektronskog snopa za elektronski mikroskop. Može poslužiti u ove svrhe jer ima najnižu elektronsku radnu funkciju. Pošto vrlo lako gubi svoj elektron, ima prednosti u električnom potencijalu. To bi moglo zamijeniti vatrostalne metale molibdena i volframa u reaktoru u bliskoj budućnosti. Do danas, prečišćavanje i oblikovanje lantanovog heksaborida još uvijek nije dobro razvijeno. Lantan heksaborid se elektrolizira iz lantan oksida i boraksa. Zatim se ekstrahuje mešanjem sa grafitnom katodom.

Još jedan poseban i skup keramički materijal naziva se visokotemperaturni supravodič. Napravljen je od nekoliko različitih metalnih oksida, a najčešće korišteni materijal se zove YBa₂Cu₃O₇. Može postati superprovodnik na specifičnoj niskoj temperaturi i gubi sav svoj električni otpor. Temperatura je veoma niska i može dostići -184 stepen. Kada se stavi blizu neodimijumskog magneta, to dovodi do kvantnog zaključavanja, takođe poznatog kao kvantna levitacija.