Некристаллическая керамика: Некристаллическая керамика, будучи стеклом, как правило, образуется из расплавов. Стекло формируется либо при полном расплаве, либо при литье, либо в состоянии вязкости, похожем на ириски, с помощью таких методов, как продувка до формы. Если впоследствии термическая обработка приводит к тому, что этот класс становится частично кристаллическим, то полученный материал известен как стеклокерамика.
Кристаллическая керамика: Кристаллическая керамика не поддается широкому спектру обработки. Методы их обработки, как правило, делятся на одну из двух категорий - либо сделать керамику в желаемой форме, путем реакции на месте, либо путем "формирования" порошков в желаемую форму, а затем спекаться, чтобы сформировать твердое тело. Методы керамического формования включают в себя ручное формование (иногда включая процесс вращения, называемый "бросанием"), литье скольжения, литье ленты (используется для изготовления очень тонких керамических конденсаторов и т.д.), литье под давлением, сухое прессование и другие вариации. (См. также "Технологии формирования керамики". Подробно эти процессы описаны в двух перечисленных ниже книгах). Несколько методов используют гибрид между этими двумя подходами.
Производство на месте
Наиболее часто этот метод используется в производстве цемента и бетона. Здесь обезвоженные порошки смешивают с водой. При этом начинаются реакции гидратации, в результате которых вокруг заполнителя образуются длинные, взаимосвязанные кристаллы. Со временем это приводит к образованию твердой керамики.
Самой большой проблемой этого метода является то, что большинство реакций происходит так быстро, что хорошее перемешивание невозможно, что, как правило, препятствует крупномасштабному строительству. Однако, мелкомасштабные системы могут быть изготовлены методом осаждения, при котором различные материалы вводятся над подложкой и реагируют и формируют керамику на подложке. Это заимствование методов из полупроводниковой промышленности, таких как химическое осаждение из паровой фазы, и очень полезно для покрытий.
Они, как правило, производят очень плотную керамику, но делают это медленно.
Методы на основе спекания
Принципы методов, основанных на спекании, просты. После того, как грубо удерживаемый объект (называемый "зеленым телом"), он выпекается в печи, где диффузионные процессы приводят к усадке зеленого тела. Поры в объекте закрываются, в результате чего продукт становится плотнее и сильнее. Обжиг производится при температуре ниже температуры плавления керамики. Практически всегда остается некоторая пористость, но реальным преимуществом этого метода является то, что зеленое тело может быть произведено любым способом, который только можно себе представить, и при этом быть спеченным. Это делает его очень универсальным.
Существуют тысячи возможных усовершенствований этого процесса. Некоторые из наиболее распространенных включают в себя нажатие на зеленое тело, чтобы дать уплотнение в голову и уменьшить время спекания. Иногда для удержания зеленого тела добавляются органические связующие вещества, такие как поливиниловый спирт; они выгорают во время обжига (при 200-350 °C). Иногда органические смазки добавляются во время прессования для увеличения уплотнения. Нередко их комбинируют, добавляют связующие вещества и смазки в порошок, а затем прессуют. (Формулировка этих органических химических добавок сама по себе является искусством. Это особенно важно при производстве высокоэффективной керамики, например, используемой миллиардами для электроники, в конденсаторах, индукторах, датчиках и т.д. Специализированные рецептуры, наиболее часто используемые в электронике, подробно описаны в книге Р.Е. Мистлера "Литье ленты" и др. Керамика Сок. [Вестервилль, Огайо], 2000). Книга "Органические добавки и обработка керамики" Д. Дж. Шейнфилда (D. J. Shanefield, Kluwer Publishers) [Бостон], 1996.
Вместо порошка можно использовать суспензию, которую затем отливают в нужную форму, высушивают и спекают. Действительно, традиционная керамика выполняется таким способом, с использованием пластмассовой смеси, обработанной руками.
Если в керамике используется смесь различных материалов, то температура спекания иногда выше температуры плавления одного из второстепенных компонентов - жидкофазного спекания. Это приводит к более короткому времени спекания по сравнению с твердым спектром.
