سرامیک
کره‌ای که رویش ایستاده‌ایم یک کرة سرامیکی است فرمت سرامیک را می‌توان به قدمت کره زمینی بیان کرد. تاریخ دستیابی دانش انسان به سرامیک را می‌توان از بعد از پیدایش آتش بیان کرد ولی تاریخ دقیقی برای شروع سرامیک وجود ندارد. از روی باقیمانده اشیاء ساخته شده در محل‌هایی که انسان‌ها بطور جمعی زندگی اجتماعی را شروع کردند کشف و تاریخ‌گذاری کرده‌اند.
با علم به اینکه زمین یک گلوله مذاب بوده و آرام، آرام سرد شده است و هنوز در درون زمینی هسته گداخته‌ای وجود دارد که با فوران این مواد وجه در بعضی مناطق وجود آن آشکار می‌شود. تعریف و نامگذاری علم سرامیک را ایرانیان به نام سفال و یونانیان از لغت گراموس که به معنی ؟؟؟ پخته شده‌ی ؟؟؟ را سرامیک نامیده‌اند و به موادی اطلاق می‌شود که قابل شکل‌دهی هستند و در حرارت شکل اصلی خود را از دست نمی‌دهند، سرامیک‌ها در زندگی ما نقش بسیار زیادی بازی می‌کنند.
به مواد (معمولاً جامد) که بخش عمدة تشکیل دهنده آنها غیرفلزی و غیرآلی باشد سرامیک گفته می‌شود و همینطور اکسیدهای فلزی. همچنین براساس برخی تعاریف، از منظر شیمیایی به موادی که از مخلوط خاک‌رس با ماسه و فلدسپار در دمای زیاد تشکیل شده به صورت توده‌ای شیشه مانند درمی‌آیند و نیز تقریباً گدازناپذیر و غیرحلال و بسیار سخت هستند سرامیک گفته می‌شود.
این تعریف نه تنها سفالینه‌ها، پرسلان (چینی) دیرگدازها، محصولات رسی سازه‌ای، ساینده‌ها، سیمان و شیشه را دربرمی‌گیرد، بلکه شامل آهنرباهای سرامیکی، لعاب‌ها، فروالکترلیک‌ها، شیشه، سرامیک‌ها، سوخت‌های هسته‌ای نیز می‌شود.
پیشینه
برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک‌ها را در حدود 7000 سال ق.م می‌دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا 15000 سال ق.م نیز دانسته‌اند.
ولی در کل، اکثریت تاریخ نگاران بر 10000 سال ق.م اتفاق نظر دارند. بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک‌های سنتی است.
طبقه‌بندی سرامیک‌ها
سرامیک‌ها از لحاظ کاربرد به شکل زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
1- سرامیک‌های سنتی (سیلیکاتی)
2- سرامیک‌های مدرن (مهندسی)
3-
سرامیک‌های اکسیدی
4-
سرامیک‌های غیراکسیدی
سرامیک‌های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:
1- سرامیک‌های مدرن مونرلیتیک (یکپارچه)
2-
سرامیک‌های مدرن کامپوزیتی
انواع سرامیک‌ها
1- سرامیک‌های سنتی: از سرامیک‌ها همان سرامیک‌های سیلیکاتی هستند مثل کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان و...
2- سرامیک‌های مدرن: این فرآورده‌ها عمدتاً از مواد اولیه خالص و سنتزی ساخته می‌شوند. این نوع سرامیک‌ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر هم مطرح شده‌اند.
یکی از خواص با اهمیت سرامیک‌ها و کاشی‌ها نفوذپذیری آنها است.
موضوع میزان جذب آب در کاشی سرامیک‌ها بیشتر در دو حالت لازم است مورد توجه قرار گیرد: اول در مورد مکان‌های مرطوب مانند دستشویی و حمام چرا که آب جذب شده بستر مناسبی را برای رشد و تکثیر باکتری‌ها فراهم می‌کند. دوم در مناطق سرد، به دلیل یخ‌زدگی آب جذب شده کاشی که باعث ترک آن می‌شود.
صنعت سرامیک
خواص برتر سرامیک‌ها نسبت به مواد دیگر:
1-
دیرگدازی بالا
2-
ساختی زیاد
3-
مقاومت به خوردگی بالا
4-
استحکام فشاری بالا
کاربردهای مختلف مواد سرامیکی
در زیر کاربردهای رایج مواد سرامیکی به همراه چند نمونه از مواد رایج در هر کاربرد آورده شده است:
1-
الکتریکی و مغناطیسی
2- عایق‌های ولتاژ بالا (A1N – AL2O3)
3- دی الکتریک (B2TiO3)
4- پیرو الکتریک (ZnO – SiO2)
5- پیرو الکتریک (Pb (ZrxTi1-x)O3)
6- مغناطیس نرم (Zn1 – XMNMFeZO4)
7- مغناطیس سخت (SrO. bFe2O3)
8- نیمه رسانا (ZnO – G3N – SnO3)
9- رسانای یونی (B – AleO3)
10- تابانندة الکترون (L2B6)
11- ابررسانا (B22L8CU3O7)
شائولین
معادل کائولن سفید پخت در چین با وسعت بسیار وجود دارد، که با آن ظروف پورسلان می‌سازند. برای پخت این خاک به حرارت‌های بالا نیاز است که برای رسیدن به این تکنولوژی بطور سنتی از کوره‌های سیبدار استفاده می‌کردند که نماد اژدها بوده است. به این طریق که در شیب، کوره‌ها را ساخته از پایین آتش را اعمال می‌کردند و حرارت به دلیل صعود به سوی بالا در پایین کوره حرارت کمتری جمع می‌شد که برای پخت اولیه استفاده می‌کردند که به این علم پخت بدنه ویسکویت می‌گویند و در قسمت بالا که حرارت بیشتری جمع می‌شد برای بخت لعاب استفاده می‌شد که در این مرحله بدنه لعاب در حرارت بالاتر به بخت کامل که همان پورسلان است می‌رسید. در ایران به دلیل اینکه در خاک‌های سفال‌گری قابل پخت آهن زیادی وجود دارد و رنگ قرمز آن نیز بدلیل وجود اکسیدآهن در خاک می‌باشد، پخت پایین‌تری لازم بود و از کوره‌های استوانه‌ای استفاده می‌شد هزاران سال سفال ایران از رنگهای اصلی که در پورسلان سفید چینی استفاده می‌شد محروم بود به دلیل اینکه رنگ قرمز بدنه از زیر لعاب به رنگ لعاب‌ها اثر می‌گذاشت و رنگهای اصلی مثل قرمز، سبز، آبی و زرد در اثر تأثیر رنگ قرمز آهن نمایان نمی‌شد.
این مشکل بعدها برای کشورهای دیگری که به پخت سفال رو می‌آوردند وجود داشت. ایرانی‌ها برای بدست‌آوردن رنگ سفید از انگوب که مخلوطی بود از ماده بنتونیت سفید رنگ و مقداری لعاب حرارت پایینی بر روی بدنه استفاده می‌کردند و روی ظروف را می‌پوشاندند و بعد نقاشی می‌کردند که بدنه مقداری سفیدتر می‌شد به دلیل اینکه بدنه مقاومت در حرارت بالاتر از C°1000 را نداشت، تکنولوژی ساخت به شکل ابتدائی باقیمانده سالهای متمادی ساخت چینی سفید و مقاومت بالا در دست کشورهای خاور دور – مثل ژاپن و چینی باقیمانده تا در دهه 1970 در منطقه کورن وال انگلستان معدن بسیار غنی از خاک کائولن سفید کشف گردید که بنا به گزارشاتی بزرگترین معدن کائولین جهان تا به آن روز بود.
کشف این معدن انحصار پورسلان را از شرق بیرون کشید. با پیدایش این معدن، فصل جدیدی در تولید پورسلان در جهان آغاز گردید. تحقیق و ساخت تکنولوژی بدون اتوماسیون برای ساخت هر چه بیشتر در اروپا شروع شد. آلمان و ایتالیا و انگلستان اولین کشورهایی بودند که به ساخت ماشین آلان پرداختند و این مسأله رقابت زیادی در ساخت ماشین‌آلات در کشورهای مختلف از جمله اسپانیا چین و ایران بوجود آورد. کارخانجات تولید مواد اولیه بدنه‌های مختلف، لعاب، رنگ‌ها، عکس برگردان، چاپ عکس و ماشین‌های چاپ مستقیم نقش بر روی بدنه‌ها در این صنعت، بوجود آورد. وجود کامپیوتر نقش بسیار بالایی را ایفا می‌کرد. کونترولرها، کوره‌ها، تونلی پخت – نرنرها – هواسازها- فن‌ها- سیستم‌های فرآوری مواد – اسپری دایرها و وایرها – پرسهای اتوماتیک با روش‌های پنوماتیک و آیزواستاتیک. ریل‌های حمل اتوماتیک – قالب‌های فلزی – قالب‌های رزینی و صدها کارخانه دیگر جهت ساخت ابزار و وسایل ساخت سرامیک در دنیا مشغول به کار شدند و از این تکنولوژی بهره‌مند هستند، از موادی که در دماهای پایینی یعنی از C°150 تا پخت‌های بالا (تا روزی که من اطلاع داشتم) تا C°250 جهت ساخت مواد اولیه و پخت بدنه و لعاب در موارد متفاوت استفاده می‌شود.
نانوسرامیک‌ها نقش بسیار مهمی در صنعت سرامیک ایفا می‌کنند که خود دارای تکنولوژی خاص این پروسه می‌باشد.
این صنایع بطور عموم در خدمت ساخت جهت کاشی سرامیک‌ها، سیمان، گچ، شیشه، سنباده‌های سرامیکی، در صنایع اُپتیک- ساخت رادار- و شاتل‌ها – اتوموبیل‌ها – تصفیه آب – قطعات ضد سایش- سولار انرژی – صنایع بهداشتی – ایمپلنت‌ها، در پزشکی – چشم پزشکی – اورتوپدی می‌باشند.
مارسل دوشامپ در کتاب «پنجره‌ای گشوده به چیزی دیگر» در گفتگویی با پیر کابان ترجمه لیلی گلستان می‌گویند (من فکر می‌کنم نقاشی مرده است، تابلو بعد از چهل پنجاه سال می‌میرد چون تازگیش از دست می‌رود. بعد در تاریخ هنر می‌آید تفاوت بسیار بزرگی است بین بدنه‌ای که امروز حسابی سیاه شده و بدنه‌ای که شصت هفتاد سال پیش کشیده شده و درخشان بوده و حالا به تاریخ وارد شده) متأسفانه آثار بسیار نفیس هنرمندان بزرگ و همیشه جاویدان هنر نقاشی جهان با گذر به زمان دستخوش تغییرات زیادی می‌شود. ولی می‌توانیم با شواهد تاریخی بیان کنیم که هنر ادبیات به دلیل تکثیرپذیری جاودان می‌ماند همینطور سنگ نوشته‌ها و کتیبه‌های منقوش دست نگاره به دلیل استحکام سکه‌ها هم تا حدی می‌توانند چنانچه در جای مناسبی قرار بگیرند پیام‌هایی از گذشتگان بما برسانند تا امروز آنچه دوش به دوش این آثار جاودان بر جای مانده است سفال‌های پخته شده است که حتی قبل از سنگ نگاره‌ها به شهادت تاریخ تا امروز به ما رسیده است. سفال که تاریخ آن به پیدایش آتش بازمی‌گردد بیش از هر شیع دیگری شیوه زندگی انسان‌های ماقبل تاریخ نگاشته شده را برای ما بیان می‌کند. به جرأت می‌توانم بگویم که حتی قطعات کوچک شکسته روف و حجم‌های ساخته شده سفالی اولیه را که از کوچ سازندگان آن خبر می‌دهند می‌توانیم بدون تغییر ظاهری آنها پیدا کنیم و از این طریق بگوییم که مکان‌های بعدی کوچک آنها کجا بوده است و تغییرات اندک تکاملی آنها را به وضوح ببینیم چون شیوه ساخت سفال به دلیل تنوع فرم و مواد اولیه ساخت و نوع پخت بطور عموم به هر سازنده‌ای تعلق دارد، خاص همان افراد و همان دورة زمانی می‌باشد که با کوچ، همراه خود به جای دیگری می‌برند که به آن ردپای تاریخی می‌گویند.