Traditional Ceramics

Abstract

Με τον όρο «Κεραμικά» έχει θεσπιστεί γενικά σε Διεθνή κλίμακα (European Ceramic Society, American Ceramic Society) ο χαρακτηρισμός κάθε ανόργανου μη μεταλλικού υλικού, που έχει υποστεί θερμική κατεργασία σε υψηλές θερμοκρασίες (>1000 °C) είτε κατά το στάδιο της επεξεργασίας του είτε κατά το στάδιο της εφαρμογής του.<br/>Σύμφωνα με τον ορισμό αυτό, στα κεραμικά περιλαμβάνεται μια πολύ μεγάλη κατηγορία ανόργανων υλικών, που αρχίζει από τα «Παραδοσιακά Κεραμικά» και εκτείνεται μέχρι τα «Κεραμικά Προηγμένης Τεχνολογίας».<br/>Στη ευρεία περιοχή της Επιστήμης των υλικών αυτών αντιμετωπίζονται όλοι οι τύποι των χημικών δεσμών. Ο Χημικός Μηχανικός, λοιπόν, καλείται να εφαρμόσει όλο το υπόβαθρο των γνώσεων που έχει αποκομίσει για να διερευνήσει τη δομή και τις ιδιότητες των παραδοσιακών κεραμικών (πορσελάνες, γυαλί, πυρίμαχα) και να τις αξιοποιήσει τεχνολογικά.<br/>Στόχος, επομένως, του συγγράμματος αυτού είναι, μέσα από ερευνητικές και τεχνολογικές εμπειρίες να δώσει τις απαραίτητες γνώσεις και εφόδια για τα παραδοσιακά κεραμικά, σε σπουδαστές της κατεύθυνσης Επιστήμης και Τεχνολογίας των Υλικών, και να αποτελέσει χρήσιμο οδηγό για τους Μηχανικούς που θα απασχοληθούν στη σχετική Βιομηχανία.<br/>Η προσέγγιση του στόχου αυτού επιχειρείται στα κεφάλαια που αναπτύσσονται στο σύγγραμμα αυτό, με πλήθος τεκμηριωμένων επιστημονικών πληροφοριών, που αποτελούν μια γερή βάση για να οικοδομήσει κανείς περαιτέρω.<br/>Έτσι, στο πρώτο κεφάλαιο αναπτύσσονται τα παραδοσιακά πυριτικά και αργιλοπυριτικά κεραμικά. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στην Επιστήμη και Τεχνολογία του γυαλιού και εξετάζει το τρόπο που μπορούν να αναβαθμιστούν τα υλικά του πρώτου κεφαλαίου. Τέλος, στο κεφάλαιο τρία περιγράφονται τα πυρίμαχα κεραμικά και δίνεται μια εναλλακτική απάντηση στο ερώτημα της αναβάθμισης που τίθεται από το κεφάλαιο ένα. Αυτή αναφέρεται στην ανάπτυξη δυαδικών συστημάτων κεραμικών οξειδίων, που δεν είναι πυριτικά μέσα σε υαλώδη φάση. Διερευνάται επίσης ο ιοντικός δεσμός που παίζει πρωτεύοντα ρόλο στα υλικά αυτά.

Traditional Ceramics covers the basic principles of ceramic science and technology. It presents the classification and application of materials engineering and deals with the structure and properties as well as design and production process of ceramic materials. The book contains four major chapters. The first chapter starts with a classification of materials and provides general techno economic data on ceramics industry. It contains the prerequisite knowledge of correlation between molar and crystal structure with the properties and performance of materials. Traditional silicate and aluminosilicate are extensively studied in the second chapter, in combination with case studies referring to the production of cement, porcelain and silicate materials. Glass science and technology are separately presented in the third chapter, focusing at models and factors controlling glass formation, mechanical properties as well as chemical and mechanical corrosion resistance. Industrial production of glass and its formation techniques are presented as case study. Refractory oxides are studied in the last chapter with detailed description of physical, chemical and mechanical properties essential for upgraded properties of the refractory materials. Special interest is drawn to Al2O3, ZrO2, MgO, as well as spinels and ferrites exhibiting special technological interest introducing the field of advanced ceramics. Industrial production process of alumina and silica refractory is examined as case study. The book aims to be a reference resource for materials scientists providing fundamental theoretical knowledge coupled with practical perspectives in ceramics science and technology. It addresses to undergraduate and postgraduate students, researchers, scientists and engineers working in the development of ceramic materials.