Chất liệu ceramic là gì? Ưu điểm của chất liệu ceramic

1. Chất liệu ceramic là gì?

Chất liệu ceramic truyền thống có chất liệu từ gốm sứ. Sau khi được kỹ thuật hóa, chúng đã được nâng cấp và sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với gốm thông thường.

Cũng nhờ sự phát triển của khoa học công nghệ, chất liệu ceramic đã được tạo ra nhờ công nghệ tiên tiến với hiệu suất cao, đang được phát triển từ nhiều loại vật liệu phi kim loại vô cơ. Giờ đây, chúng đã có những đặc tính như độ bền cao cấp, có tính dẻo dai cao, có độ chịu nhiệt và độ cứng cực tốt, gấp 4 lần so với thép thông thường.

Thuật ngữ “ceramic” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp cổ, có nghĩa “đồ ceramic”. Từ này ám chỉ sự cao cấp, những vật liệu chỉ dành cho hoàng gia của người Hy Lạp.

Chất liệu ceramic được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống. Chúng đã được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất, chế tạo, các đồ vật nghệ thuật, sản phẩm xây dựng từ ceramic.

Với sự sáng tạo không ngừng nghỉ của con người, ceramic đã chỉ còn là một nhân tố trong thế giới ceramic. Giờ đây, nó đã bao gồm cả các vật liệu như thủy tinh, ceramic tiên tiến và vật liệu xi măng.

2. Điểm mạnh của ceramic

Chất liệu ceramic là một chất liệu tiên tiến của thế kỷ 21, là sản phẩm trí tuệ con người. Đơn giản, bởi vì chúng đã sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội mà ít có vật liệu nào có được. Chúng ta có thể tham khảo các ưu điểm vượt trội sau:

2.1. Trọng lượng siêu nhẹ

Đây là một trong những vật liệu siêu nhẹ của Trái Đất. Theo như nghiên cứu, vật liệu ceramic có trọng lượng giao động từ khoảng 2 – 6 gam/centimet khối. Khi so sánh với vật liệu khác như titanium khoảng 4,5 gam/centimet khối, còn thép không gỉ thì có trọng lượng 8 gam/centimet khối.

2.2. Ceramic chịu được nhiệt tốt

Chất liệu ceramic được nung nóng ở một nhiệt độ cao nhưng vẫn giữ nguyên hình dáng. Do đó, chất liệu có khả năng chịu được nhiệt độ cực cao.

2.3.  Độ cứng và độ bền bỉ

Sức bền chính là một trong những điểm vượt trội của chất liệu ceramic. Với công nghệ tiên tiến hiện đại, ceramic đã được kỹ thuật hóa để trở nên có độ cứng và độ bền bỉ cực cao, vượt trội hoàn toàn so với các vật liệu gốm thông thường.

2.4. Có tính thẩm mỹ

Sau khi được kỹ thuật hóa, các sản phẩm làm từ chất liệu này trở nên sáng bóng bắt mắt, đây, điều này đã giúp cho sản phẩm có tính thẩm mỹ cực tốt. Khi gia công và vật lý hóa, chất liệu vẫn giữ được độ tinh tế và sang trọng khi thành phẩm.

2.5.  Chất liệu an toàn

Chất liệu này có tính trơ, do vậy không gây kích ứng da, không có độc tố trong quá trình sử dụng. Chính vì vậy, chất liệu này đã được chứng nhận đảm bảo an toàn đối với sức khỏe con người và rất thân thiện với môi trường. Từ đó, chất liệu đã được đánh giá rất cao và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống.

3. Lịch sử của chất liệu ceramic

Ceramic đã được con người khám phá và phát hiện từ rất lâu trên Trái Đất. Theo tiến trình lịch sử và sự phát triển của con người, chất liệu ceramic sẽ được phân loại theo các cách thức sau:

3.1. Ceramic truyền thống

Ceramic truyền thống chính là đồ gốm sứ, một trong công nghệ đầu tiên của con người. Các mảnh ceramic gốm sứ được làm từ đất sét đã được phát hiện lần đầu tiên tại tỉnh Hồ Nam, Trung Quốc, đã có niên đại từ 17500 đến 18300 năm tuổi.

Ceramic truyền thống được làm chủ yếu từ đất sét. Sau khi được con người nung nóng ở nhiệt độ cao, nó đã trở thành đồ gốm, đồ sứ. Theo công nghệ xưa, một sản phẩm ceramic gốm sứ chất lượng sẽ được tạo nên từ các yếu tố đất sét, phụ gia và nhiệt độ.

Nhờ cách tạo sản phẩm như vậy, ceramic truyền thống đã trở thành đồ đất nung, đồ sánh và sứ. Chúng ta sẽ đi chi tiết từng sản phẩm như sau:

3.1.1. Đồ đất nung từ ceramic

Đồ đất nung hay còn gọi là đồ gốm. Chúng được ứng dụng làm các vật dụng đồ ăn bằng gốm sứ hay các đồ trang trí. Đây chính là một trong những mảnh ceramic lâu đời nhất từ trước tới nay.

Đất sét sẽ được nung ở nhiệt độ từ 1000 – 1150 độ, sẽ tạo thành sản phẩm thô, hơi xốp. Để khắc phục yếu tố hơi xốp của vật liệu, người ta đã phủ lên một lớp thủy tinh nghiền mịn lơ lửng trong nước, đây chính là một kỹ thuật trang men. Sau đó, sản phẩm tiếp tục được nung lần hai tạo thành đất nung.

3.1.2. Ceramic đồ sành

Đồ sành sẽ được nung ở nhiệt độ cao, khoảng 1200 độ và sẽ chờ đợi cho đến khi sản phẩm tạo thành như thủy tinh. Vật liệu này cực kỳ chắc chắn, có khả năng chống chip, bền được sử dụng chủ yếu trong nhà bếp, đựng các chất lỏng hay dùng để dựng thức ăn.

3.1.3. Ceramic đồ sứ

Đồ sứ là một loại ceramic rất cứng có màu trắng mờ. Theo các nhà sử học, đồ sứ đã xuất hiện ở Trung Quốc vào khoảng 1600 năm TCN và 600 năm sau công nguyên.

Đồ sứ luôn là sản phẩm được đánh giá cao bởi các thương gia Ả Rập và trên thế giới. Đồ sứ có liên quan đến Trung Quốc và được dùng chén, đĩa, lọ, do vậy, người ta còn goi đây là “Fine China”.

Để tạo thành được đồ sứ, đầu tiên người ta sẽ cho một lượng nhỏ thủy tinh, đá granit, khoảng chất fenspat và sẽ đem đi nghiền với đất sét cao lanh trắng mịn.

Sau đó, người ta sẽ cho thêm nước vào bột trắng mịn đã thu được để nhào nặn tao hình. Sau khi tạo hình xong, sẽ đem sản phẩm đi nung nóng ở nhiệt độ 1200 – 1450 độ. Cuối cùng sẽ đem đi tráng men trang trí rồi nung tiếp là sản phẩm đã hoàn thành.

Ceramic đồ sứ còn được Trung Quốc làm từ xương động vật . Người ta sẽ tạo ra bằng cách cho tro xương của động vật vào đất sét, khoáng chất fenspat và cát silic mịn. Từ yếu tố đặc biệt này, sản phẩm đã trở nên khó mài hơn, dễ chế tạo và chắc hơn đồ sứ thông thường.

3.2. Ceramic hiện đại

Ceramic hiện đại đã không còn làm từ đất set, chúng đã tạo ra từ oxit hoặc không phải oxit, hay có sự kết hợp cả hai. Các oxit điển hình được sử dụng ở ceramic như alumina và zirconia. Còn phi oxit sẽ là cacbit, borit, silicit,…

Ceramic hiện đại đã được sử dụng làm vỏ con tàu con thoi. Vỏ con tàu đã được tạo ra từ các viên gạch men. Nhờ đó, con tàu đã chịu được sức nóng được sinh ra giữa ma sát bầu khí quyển và vỏ con tàu con thoi khi vào Trái Đất.

Để sản xuất được chúng, trước hết cần trộn kỹ các bột nguyên liệu rất mịn rồi định hình chúng thành một dạng màu xanh là cây. Chúng sẽ nung ở nhiệt độ cao từ 1600 – 1800 độ. Để làm được điều này, chúng ta cần một công nghệ tiên tiến không có oxi.

Nhiệt độ cao đã cho phét các hạt siêu nhỏ của thành phần ceramic riêng lẻ kết hợp với nhau, đã tạo thành một sản phẩm cứng, dai, mềm và chống ăn mòn. Trong kỹ thuật, người ta gọi đó là quá trình thêu kết.

4. Ứng dụng của ceramic

Với các tính năng ưu việt như độ cứng, đồ bền, độ chịu nhiệt, có tỷ trọng thấp. Ceramic đã được ứng dụng trong đời sống như lĩnh vực xây dựng, kiến trúc, đồ gia dụng hay máy móc.

4.1. Gạch từ ceramic

Gạch ceramic là được làm từ vật liệu ceramic có tính thẩm mỹ rất cao, bền đẹp. Đây là gạch ốp lát được tạo thành từ đất sét, cát, bột, đá và nguyên liệu tự nhiêu khác.

Gạch ceramic được cấu tạo từ hai phần chính là phần xương và phần tráng men được tráng trí hoa văn. Đây là sản phẩm được sử dụng rộng rãi trong trang trí và xây dựng.

4.2. Kính từ ceramic

Kính ceramic là sự kết hợp giữa thủy tinh và vật liệu ceramic. Nhờ sự kết hợp hoàn hảo này, chúng đã có những ưu điểm sau. Chúng chịu nhiệt cực tốt từ 750 – 1150 độ, có thể chịu sốc nhiệt rất tốt như chuyển đột ngột từ nhiệt độ cao sang nhiệt độ thấp mà không xảy ra hiện tượng nứt vỡ.

Thứ hai, kính ceramic rất bóng, mịn, đảm bảo tính thẩm mỹ và chống trầy xước cực tốt. Đặc biệt, kính ceramic có kết cấu vô cùng bền vững và chịu được độ va đập cao.

4.3. Các vật dụng, thiết bị trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, ceramic sẽ phủ một lớp vào các máy móc, thiết bị trong phòng thí nghiệm như tủ hút, máy khuấy từ gia nhiệt, máy li tâm, vật liệu trong lò nung. Việc phủ một lớp ceramic bên ngoài đễ giúp các thiết bị có độ bền, tăng độ chịu nhiệt và tăng tính an toàn đối với con người.

Bài viết trên đây chính là toàn bộ thông tin về chất liệu ceramic. Chắc hẳn, bạn đã hiểu chất liệu ceramic là gì. Timviec365.vn sẽ tiếp tục giải đáp các thắc mắc của bạn ở các câu hỏi kỳ sau.