Ceramica este o ceramică făcută de microcristale dispersate într - o fază de sticlă . Inventat în 1954, este un material recent în comparație cu sticla și ceramica . Această structură specială conferă sticlă-ceramică proprietăți care lipsesc din ceramica cristalină, cum ar fi rezistența la șocuri termice. Acest lucru permite utilizarea lor pentru a face plite, precum și oglinzi gigantice pentru telescoape .
Deși ideea unei ceramice realizate dintr-un pahar care a fost cristalizat a fost prezentată deja în 1739 de René-Antoine Ferchault de Réaumur , mijloacele tehnice necesare și punerea în aplicare a acestor idei nu au văzut lumina zilei. decât două secole mai târziu.
În designul mai recent ca sticla și ceramica , sticla ceramică are originea unui experiment eșuat al lui S. Donald Stookey (în) , om de știință de la Corning Inc. , în timp ce își dezvolta experiența de foto-opalizare . În 1954, în timpul unui ciclu termic pentru tratarea plăcilor de sticlă opală, cuptorul a fost prost ajustat din cauza unui regulator de temperatură defect. Placa de sticlă suferă o temperatură de 800 ° C în loc de 450 și, odată ieșită din cuptor, a prezentat un aspect opac și o soliditate mult mai mare decât sticla originală, placa de „vitroceramică accidentală” căzând la pământ fără pauză.
Această placă de sticlă s-a întâmplat să fie o sticlă de silicat de litiu în care Stookey a căutat să precipite particule de argint . Argintul din sticlă este folosit ca agent de nuclere pentru cristalizarea sticlei. În timp ce desfășura cercetări suplimentare, el a observat că argintul și metalele coloidale nu erau agenți nucleari buni, spre deosebire de alți agenți precum oxizi de titan și zirconiu (TiO 2și ZrO 2).
În ultimii 60 de ani, evoluția noilor metode de prelucrare a sticlei și a ceramicii și apariția multitudinii de noi compoziții și nano- și microstructuri exotice au condus la o revizuire a definiției sticlei ceramice: sticla ceramică este o substanță anorganică , material nemetalic, preparat prin cristalizarea controlată a paharelor prin diferite metode de prelucrare. Acestea conțin cel puțin un tip de fază cristalină funcțională și sticlă reziduală. Cristalizată Fracțiunea de volum poate varia de la ppm până la aproape 100%.
Vitroceramicul se obține după tratamentul termic specific al unei paste de sticlă speciale numite „sticlă precursor” în care este introdusă o concentrație scăzută de agent de nuclere. Agenții trebuie distribuiți cât mai omogen posibil, astfel încât cristalizarea să fie. Rezultatul este un material parțial microcristalizat și parțial vitros, tipul și configurația cristalelor depinzând în mare măsură de compoziția sticlei precursoare.
O metodă mai recentă, însă, nu mai constă în ceramizarea unei paste de sticlă, ci în sinterizarea și cristalizarea pulberii de sticlă.
Ochelarii precursoare pot fi împărțite în mai multe categorii largi, fiecare cu familiile și proprietățile sale specifice, aceste categorii sunt: silicații de metale alcaline și metale alcalino - pământoase , aluminosilicat , a fluorosilicati (in) , silicophosphates, faialit , de fosfați , pahare structurale similare perovskitei sau ilmenitei , ale feritelor de bariu (en) și titanatelor de bariu .
Există două tipuri de agenți de nuclere sau agenți de nuclere:
Printre metalele solubile în sticla precursor se numără cuprul , aurul , argintul și platina .
Sticla ceramică este utilizată în domenii extrem de diverse, toate necesitând o bună rezistență la șoc termic și o deformabilitate foarte mică la căldură.
Ceramica din sticlă a fost folosită foarte repede, la unul sau doi ani după descoperirea lor. Piroceramică (în) , Corning Glass Works a fost folosit pentru o ceramică radomului a unei rachete balistice . Precursorul de sticlă al piroceramului este un eutectic al sistemului ternar MgO, Al 2 O 3, SiO 2, la care s-a adăugat oxid de titan ca agent de nuclere, formând o sticlă ceramică compusă în esență din cordierită (2 MgO, 2Al 2 O 3, 5SiO 2) cu un coeficient de expansiune termică de 26 × 10 −7 K −1 , pierderi dielectrice foarte mici și o bună rezistență la abraziune.
CorningWare (in) din ceramică a fost dezvoltat în același timp pentru a fi folosit ca ustensile de gătit . Sub formă de veselă albă, această vitroceramică se bazează pe sistemul ternar LiO 2, Al 2 O 3, SiO 2cunoscut sub numele de "LAS" sub formă de β- spodumen (LiO 2Al 2 O 34SiO 2).