Keramer

Philip har börjat på en keramikkurs, och det här är hans första projekt. Han använder våt lera, som är mjuk och formbar, och formar den till en tallrik. När han är nöjd med tallrikens form, sätter han in den i en speciell ugn, en brännugn. Den höga värmen torkar ut och härdar leran – den blir till keramik. Traditionell keramik har tillverkats på det här sättet i tusentals år.

De senaste århundradena har nya metoder utvecklats för att framställa liknande material. Idag är keramer ett begrepp som innefattar många konstgjorda material. Inom materialvetenskap definieras keramer som en grupp av material som är icke-metalliska och oorganiska. Kemiskt sett är de varken rena metaller eller metallblandningar, och de innehåller inte heller organiska kolföreningar. Men de kan fortfarande innehålla metallatomer och kolatomer.

Många keramer är kemiska föreningar av ett metalliskt grundämne, till exempel aluminium eller magnesium, och ett icke-metalliskt grundämne, som syre, kol eller kväve. I traditionell keramik används naturligt förekommande råmaterial, som olika typer av lera och mineraler. De blandas och formas, och värms därefter upp till en mycket hög temperatur, i en process som kallas bränning. Vid bränningen ordnas atomerna om så att de bildar en regelbunden – kristallin – struktur, och materialet hårdnar. Det är den kemiska sammansättningen och strukturen som bestämmer keramernas egenskaper.

I allmänhet är keramer mycket hårda och oböjliga. Det gör dem lämpliga inom många olika användningsområden, från industriverktyg till muggar och tallrikar. Samtidigt kan många keramer vara väldigt spröda. Keramer kan också vara utmärkta som byggnadsmaterial, till exempel i tegelstenar och takpannor. Eftersom de är så styva, är de bra på att stå emot tryckkrafter, vilket gör att de tål hög belastning.

De kan också tåla tuffa förhållanden, eftersom de inte korroderar så lätt. Många keramer släpper igenom vatten eftersom de är porösa. Därför täcks keramer ofta med glasyr innan de bränns, så att de får en vattentålig beläggning, som på porslin eller badrumskakel. Keramer är också värmebeständiga, och har en mycket hög smältpunkt. Därför görs många stekpannor och ugnsformar av keramiska material.

Keramer tål faktiskt temperaturer som är mycket högre än temperaturen i en vanlig ugn; de användes i rymdfärjornas värmeskyddande sköldar för att förhindra att de brann upp i atmosfären. De flesta keramer leder elektricitet dåligt eller inte alls, så de används ofta till elektrisk isolering. Andra keramer är halvledare. Den typen av keramer kan användas i elektroniska komponenter. Under årens lopp har keramer utvecklats från enkla brända lerföremål till avancerade tekniska material.

Och forskare och ingenjörer fortsätter att utveckla keramer med nya förbättrade egenskaper. Vem vet vilka användningsområden keramer kommer att få i framtiden?