این فرآورده ها را می توان به دو گروه عمده تقسیم کرد:
سرامیکهای سنتی
سرامیکهای نوین
سرامیکهای سنتی: اساساً مواد تشکیل دهنده صنایع سیلیکاتی یعنی محصولات رسی، سیمان و شیشه های سیلیکاتی و چینیها هستند. فرآورده های شیشه ای بزرگترین بخش صنعت سرامیک محسوب می شوند. سایر بخشها به ترتیب اولویت عبارتند از: محصولات سیمانی داخلی (مانند سیمانهای هیدورلیکی که در صنایع ساختمانی به مصرف میرسند) سفیدآلات، Whiteware): شامل سفالینه ها، چینی ها و ترکیبات چینی مانند هستند. لعابهای چینی محصولات رسی ساختمانی: که به طور عمده از آجرها و کاشی ها تشکیل میشوند. صنعت سازنده مواد ساینده: عمدتاً ساینده های سیلسیم کاربیدی و آلومینائی
سرامیکهای نوین: این دسته برای جواب گوئی به نیازهای مخصوص مانند مقاومت حرارتی بیشتر، خواص مکانیکی بهتر و خواص الکتریکی ویژه و مقاومت شیمیایی افزون تر به وجود آورده اند. گروهی از انواع این نوع سرامیکها عبارتند از: سرامیکهای اکسیدی خالص با ساختمانی یکنواخت: به عنوان اجزاء الکتریکی با دیرگداز بکار می روند. اکسیدهایی مانند آلومینا (Al2O3)، زیرکونیا (ZrO2)، توریا (ThO2)، بریلیا (BeO) و منیزیا (MgO) بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. سرامیکهای الکترواپتیکی (الکترونیکی– نوری): مانند نایوبیت لیتیم (LiNbO3) و تیتانات که اینها محیطی را فراهم می آورند که بوسیله آن علائم الکتریکی به نوری تبدیل میشوند.
سرامیکهای مغناطیسی: این مواد اساس واحدهای حافظه مغناطیسی را در کامپیوترهای بزرگ تشکیل میدهند. تک بلورها سرامیکهای نیتریدی: مانند نیترید آلومینیوم، نیترید سیلسیم و نیترید بور که بسیار دیرگداز و استحکام خوبی در درجه حرارتهای بالا دارند.
لعاب های سرامیکی: به عنوان پوشش فلز آلومینیوم تولید میشوند. مواد مرکب کامپوزیت (فلزی – سرامیکی): هر دو فاز فلزی و سرامیکی در این مواد وجود دارد.
کاربیدهای سرامیکی: به عنوان ساینده مورد استفاده قرار میگیرند.
بوریدهای سرامیکی: از نظر استحکام و مقاومت اکسیده شدن در درجه حرارتهای بالا حائز اهمیت هستند.
سرامیکهای فروالکتریکی: دارای ثابت دیالکتریک بسیار بالائی بوده و به عنوان اجزاء الکترونیکی در خازنها کاربرد دارد.
علم سرامیک: به طور کلی علم سرامیک را میتوان به دو شاخه سرامیک فیزیکی و سرامیک صنعتی تقسیم کرد. سرامیک فیزیکی درباره ساختمان مواد سرامیکی و خواص آنها بحث می کند.
در این شاخه ساختمان اتم، اتصالات بین اتمها، ساختمانهای بلوری، ساختمان شیشه، معایب ساختمانی، استحاله های فازی، رشد دانه ها، تبلور مجدد و مباحثی نظیر آنها مورد بحث قرار میگیرد. علاوه بر این خواص الکتریکی، مغناطیسی، نوری، حرارتی و مکانیکی سرامیکها هم مورد بحث قرار می گیرند. در سرامیک صنعتی از تکنولوژی ساخت سرامیکها صحبت میشود.
اصولاً مراحل ساخت هر جسم سرامیکی به صورت زیر است: رشته مهندسی مواد - سرامیک رشته سرامیک یکی از زیر مجموعه های رشته مهندسی مواد است. وظیفه اصلی یک مهندس مواد در ابتدا شناخت ساختمان مواد و خواص آن و شناخت ارتباط بین این ساختار و خواص است و در نهایت یافتن کاربرد مناسب برای آن مواد میباشد و در مواردی دیگر با توجه به نیاز کاربردی که وجود دارد مواد جدید و ترکیبات جدید را طراحی نماید. اما رشته سرامیک به عنوان یک زیرشاخه رشته مواد چیست؟ در ابتدا با شنیدن نام سرامیک هر انسانی به یاد ظروف سفالین میافتد و بسیاری فکر میکنند که رشته مهندسی سرامیک یک رشته هنری است و گروهی دیگر این تصور را دارند که این رشته محدود به ساخت محصولاتی چون ظروف سفالین، کاشی، چینی میباشد. اما نکته قابل توجه در رابطه با این شاخه از مواد این است که با شناخت آن و معرفی آن به دنیای صنعت یک مرحله جدید و یک تحول بزرگ پدید آمد. این شاخه از علم مواد که بسیار هم جوان است، سبب شد تا تحولی بزرگ در صنایع فضا، الکترونیک، اپتیک، پزشکی و بسیاری از علوم دیگر پدید آید. بطور کلی اگر تعریفی از سرامیک به شکلی ساده و ابتدایی بدهیم، باید بگوئیم که مواد سرامیک از جمله کانیهای معدنی غیرفلزی میباشند، کافی است که به اطراف خود نگاه کنید هر آنچه که جزء مواد آلی، فلزی، پلاستیکی، سلولزی (چوب و کاغذ) نباشد سرامیک است. پس میبینیم که در دنیای کنونی سرامیکها ما را محاصره نموده اند. شیشهها از جمله شیشههای ساختمانی، اپتیک، فلیترهای بسیار دقیق اپتیکی، مصالح ساختمانی از جمله سیمان، کاشی، چینی بهداشتی، سنگها، نسوزها و کلاهک و پوشش بیرونی موشکهای فضاپیما و قطعات اصلی کامپیوترها، اجزای درونی قطعات الکترونیک از جمله ICها، مقاومتها، ایمپلانتها و بسیاری از قطعاتی که جایگزین اعضای بدن انسان میشوند، فروالکتریکها، فرومغناطیسیها و فوقهادیها و بسیاری کاربردها و مواد دیگر که همه و همه مدیون شناخت و بوجود آمدن رشته سرامیک است. صنعت سرامیک متمرکز بر تولید سرامیکهای سنتی است از جمله صنایع شیشه، چینی، کاشی، سیمان نسوز، و غیره بوده و تا بحال تمرکز صنعت در سرامیکهای مدرن بوده است. امکان ادامه تحصیل در این رشته تا مقطع دکتری در داخل کشور وجود دارد، وضعیت ادامه تحصیل در دانشگاههای خارج از کشور در این رشته بسیار مطلوب میباشد و این رشته بسیار مورد توجه جوامع صنعتی و دانشگاهی جهان است. از دیدگاه وضعیت بازار کار برای این رشته با توجه به رشد قابل توجهی که این صنعت در ایران به دلیل مزیت نسبی آن داشته و دارد، بازار کار مناسبی را میتوان برای آن متصور شد. هر چند که با ظرفیت قابل توجهی که سالانه در این رشته جذب دانشگاهها میشوند. اندکی از قطعیت سخن پیش کاسته میشود. نزدیکی این شاخه از علم مهندسی با رشته فیزیک و شیمی بیش از تمامی رشتههاست که بسته به شاخههای خاص به هر یک از دو رشته فیزیک کاربردی و شیمی کاربردی نزدیک میشود در بسیاری از صنایع سرامیک و کارخانجات مهندسی شیمی مشغول به کار میباشند. در مقایسه با رشته هایی چون مکانیک، الکترونیک و برق که میتوان برای آن بازار کاری برای کلیه صنایع کشور متصور شد، رشته سرامیک این چنین فراگیر نمیباشد. اما آن رشته ها هم به نسبت تعداد فارغ التحصیلانش بازار کاری در حد و اندازه مهندسی سرامیک دارند. صنعت سرامیک ایران، صنعت بسیار بکر و دست نخوردهای برای محصولات و شاخه های جدید و نوین سرامیکی است. که با اندکی جدیت، اعتماد به نفس و همت هر متخصص سرامیکی میتواند بازار کاری برای خود پدید آورد. نگاه اجمالی در دگرگونی همبری یا مجاورتی تودههای نفوذی غنی از محلولهای ماگمایی ضمن نفوذ در سنگهای کربناته غنی از منیزیم (دولومیت) موجب تشکیل اسکار منیزیم دار میشوند. تالک از کانیهای مهم اسکارنهای منیزیمدار است. و در دگرگونی ناحیهای سنگهای مافیکی ، اولترامافیکی و دولومیتها در دگرگونی ناحیهای حرارتی پایین تا متوسط موجب تشکیل تالک شیست میشود که مهمترین منبع تالک بشمار میروند. بیشتر تالک دنیا از تالک شیست و سنگهای سرپانتینی شده بدست میآید. مصارف مهم تالک مهمترین مصارف تالک بدین صورت میباشد که کاغذ سازی 42 درصد، پلاستیک 9.2 درصد، سرامیک 21 درصد، رنگ سازی 8.5 درصد، پوشش بام 5.4 درصد، دارویی 2 درصد، لوازم آرایشی 2 درصد و لاستیک، خوراک دام، کنترل آلودگی، پولیش و کشاورزی کاربرد دارد. کاغذ سازی از تالک در سه مرحله در ساخت کاغذی میتوان استفاده کرد پرکننده، کنترل ناهمواری و روکش. 42 درصد تالک تولیدی جهان در کاغذ سازی به مصرف میرسد. بخش اعظم تالک در کاغذ سازی به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. میزان تالک مصرفی در صنعت کاغذ سازی در سال 1994 بالغ بر 2.7 میلیون تن گزارش شده است. در آمریکا به دلیل فراوانی کائولین مورد نیاز برای صنعت کاغذ سازی مصرف کائولین در این صنعت بیشتر از تالک بوده و در اروپا مصرف تالک بیشتر است. مزایای استفاده از تالک به جای کائولین به عنوان پرکننده عبارتند از بهبود حالت نرمی، تخلخل، ماتی، سایش و اندیس زردی. از تالک به دلیل شکل صفحهای و شفافیت بسیار خوب به عنوان روکش کاغذ استفاده میشود. استفاده از تالک به عنوان روکش موجب ویژگیهایی در کاغذ میشود که عبارتند از گلاسه، نرمی، کاهش اصطکاک و افزایش کیفیت چاپ استفاده از تالک و یا کائولین به عنوان روکش بستگی به قیمت این دو نوع ماده معدنی دارد. بیش از 90 درصد تالک استفاده شده در آمریکای شمالی در کاغذ سازی به منظور کنترل ناهمواری و کاهش چسبندگی است. سرامیک 21 درصد تالک تولیدی جهان در ساخت انواع سرامیکها به مصرف میسرد. از تالک به دلیل دارا بودن ضریب انبساط و انقباض مناسب، ضریب پخش خوب و ارزانی قیمت در انواع سرامیکها استفاده میشود. در بدنه (بیسکویت) سرامیکهای سنتی از تالک به میزان 30 تا 60 درصد استفاده میشود.
در سرامیکهای پیشرفته از تالک نیز استفاده ویژه میشود. سرامیکهای استاتیت که به عنوان عایقهای الکتریکی استفاده میشوند، از تالک 10 درصد کائولین و 10 درصد کربنات باریم در دمای 1349 - 1355 درجه سانتیگراد (12-13 ساعت) ساخته میشود. سرامیکهای کوردیریت به دو روش ساخته میشوند. مخلوط 44 درصد تالک خالص، 41 درصد کائولین و 15 درصد اکسید آلومینیوم و یا 50 درصد کائولین و 50 درصد کلریت غنی از منیزیم. پلاستیک 2.9 درصد تالک تولیدی جهان در پلاستیک به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. در صنعت پلاستیک سازی به دلیل شکل، اندازه، مقاومت حرارتی و شکل پذیری تالک از آن به عنوان ماده پرکننده استفاده میشود. تالک به منظور افزایش مقاومت مکانیکی و بالا بردن کیفیت سطح (کاهش خراشیدگی)، به پلی پروپیلن (pp) افزوده میشود. در اتومبیل از پلاستیکهای مخصوص با عنوان پلاستیکهای حرارتی مهندسی (ETP) استفاده میشود. کاربرد دیگر تالک در پلاستیک به منظور جلوگیری از گرفتکی و چسبندگی در پلاستیک است. رنگ سازی امروزه تالک با اکسید تیتان رقابت می نماید. حدود 8.5 درصد تالک تولیدی جهان به عنوان ماده پرکننده و رنگی در صنعت رنگ سازی استفاده میشود. خواص مهم تالک در رنگ عبارت است از نرمی، ضریب پخش خوب، خنثی بودن در مقابل محلولها و وزن مخصوص کم. مصارف دیگر مصارف دیگر تالک عبارت است از مواد آرایشی، پودر بچه ، به عنوان ماده پایین آورنده ضریب اصطکاک، جوهر ، مهار کردن آتش سوزی، مصارف دارویی و پارچه بافی. میزان تولید میزان تولیدی تالک دنیا در سال 1994 بالغ بر 6.41 میلیون تن گزارنگاه اجمالی بطور ایده آل، دولومیت از تعداد برابری یون Ca2+ و Mg2+ تشکیل شده است که توسط صفحاتی از آیفون CO+ بطور منظم جدا شده اند. حالت خوب مرتب شده شبکه دولومیت باعث یکسری انعکاسهای فوق ساختمانی در دیفراکتومتر اشعه ایکس (XRD) میشود که از نظر ساختمانی با کلسیت متفاوت است. بیشتر دولومیتهای عهد حاضر در مقایسه با دولومیتهای قدیمتر دارای درجه نظم پایینتری هستند، واژه پروتودولومیت Protodolomite برای کربناتهای Ca - Mg ساخته شده در آزمایشگاه با نظم انعکاسی خیلی ضعیف یا بدون نظم انعکاسی معرفی شده است. جانشینی آهن در دولومیتها فراوان است و دولومیت آهندار با چند درصد مول FeCO3 تشکیل میشود. که ممکن است آنکریت Ankite همراه داشته باشد. جانشنی دولومیت جانشینی کانیهای کربنات کلسیم توسط دولومیت و ته نشست سیمان دولومیتی ممکن است بلافاصله بعد از اینکه رسوبات ته نشین شدند، یعنی همزمان با رسوبگذاری و در طی دیاژنز اولیه (قبلا دولومیت شدن سین ژنتیک نامیده می شد)، یا مدتی طولانی بعد از رسوبگذاری (معمولا بعد از سیمانی شدن ، و در طی دفن) انجام میگیرد (دولومیتی شدن اپی ژنتیک). دولومیت اولیه خیلی اوقات واژه اولیه Primary برای دولومیتی بکار میرود که بر ته نشست مستقیم از آب دریا یا دریاچه دلالت دارد. در حقیقت اکثر دولومیتها توسط جانشینی در کانیهای کربناتهای که قبلا تشکیل شدهاند، به وجود میآیند، هر چند سیمانهای دولومیتی نیز فراوان است. تقسیم بندی سنگهای کربناته بر اساس مقدار دولومیت ·
سنگ آهک : سنگی است که حاوی 0 تا 10 درصد دولومیت باشد. سنگ آهک دولومیتی : سنگی است که حاوی 10 تا 50 درصد دولومیت باشد. ·
دولومیت کلسیتی : سنگی است که حاوی 50 تا 90 درصد دولومیت باشد. دولومیت (ِDolostone) : سنگی است که حاوی 90 تا 100 درصد دولومیت باشد.
بافتهای دولومیت · اگزونوتوپیک Xenotopic : در این بافت دولومیت دارای بلورهای بدون شکل با مرزهای بلوری منحنی تا دندانهای و نامنظم است. · اییوتوپیک Idiotopic : در این بافت دولومیت دارای بلورهای شکلدار لوزوجهی میباشد. فابریک مخرب در دولومیت حفظ بافت اولیه سنگ آهک در دولومیت از فابریک کاملا تخریب شده و بدون باقی ماندن آثار مشخصی از رسوب اولیه، تا فابریک حفظ شده ، با ساختمان اولیه خوب تا کاملا حفظ شده در تغییر است. دانه های کلسیت با منیزیم کم ممکن است در مقابل دولومیتی شدن مقاوم بوده یا بطور مخرب دولومیتی شوند. زمان دولومیتی شدن نیز یک فاکتور است، چون اگر تاخیری و در طی دفن باشد، احتمال زیاد دارد که رسوب اولیه با کانی شناسی مخلوط قبلا به کلسیت پایدار با منیزیم که تبدیل شده باشد. بنابراین دولومیت دارای یک فابریک مخرب خواهد بود. دولومیت بیتناسب یا زین اسبی نوعی دولومیت، که ممکن است جانشینی یا به صورت یک سیمان باشد، دولومیت بیتناسب Barague یا زین اسبی Saddle است. همچنین تحت عنوان اسپار مرواریدی Peal Spar شناخته میشود. بطور کلی بلورها بزرگند (چند میلیمتر) و سطوح بلوری منحنی شکل و واضح دارند. در مقطع نازک ، آنها رخ منحنی و خاموشی موجی دارند. معمولا حاوی انیکلوزیونها بوده که بیشتر آنها از آهن میباشند. دولومیت بیتناسب معمولا با کانی سازی سولفیدی، فعالیت هیدروترمالی و همچنین هیدروکربنها همراه است، خیلی اوقات این دولومیت به عنوان دولومیتی شدن تیپیک دفنی بررسی میشود و اختصاصات تغییر شکل شبکه به تغییرات غلظت یونهای Ca جذب شده بر روی سطوح بلوری در حال رشد نسبت داده میشود. پراکندگی دولومیتها در ادوار زمین شناسی پراکندگی دولومیتها در ادوار زمین شناسی یکسان نیست و اغلب گفته شده است که با بازگشت زمان به عقب فراوانی دولومیت ها افزایش مییابد. به نظر میرسد، دولومیتها در پرکامبرین فراوان تر از سنگهای آهکی باشند و این موضوع منجر به این پیشنهاد شده است که آب دریا ترکیب متفاوتی داشته است، بطوری که دولومیت میتوانسته است مستقیما ته نشین شود یا میتوانسته خیلی به سادگی جانشین CaCO3 شود. عقاید دیگر این است که محیط ها دولومیتی شدن Dolomitization در سرتاسر جغرافیایی قدیم و آب و هوای قدیم مختلف متداول تر بوده است یا اینکه به راحتی در اثر گذشت زمان ، سنگهای آهکی زمان زیادی داشتهاند تا دولومیتی شوند. ش شده است. تولید جهانی تالک در سال 1995 به 8.087727 تن افزایش یافته است سیمان شدن سیلیسی یکی از متداولترین انواع سیمانی شدن سیلیسی، رشد ثانویه کوارتز است. سیمان سیلیسی در اطراف دانه کوارتز ته نشین شده و دارای پیوستگی نوری میباشد. بنابراین دانه و سیمان در زیر نور پلاریزه باهم خام میشوند.در بیشتر موارد، شکل اصلی دانه به توسط پوشش نازکی از اکسید آهن یا رس در بین دانه و رشد ثانویه مشخص میگردد. هرچند یک حاشیه رسی ضخیمتر در اطراف دانه کوارتز از ته نشینی یک رشد ثانویه با پیوستگی نوری جلوگیری میکند. منشا سیلس برای این نوع سیمانی شدن اغلب به انحلال فشاری نسبت داده میشود. محلولهای درون حفرهای از نظر سیلیس غنی میشود، هنگامی که بصورت فوق اشباع در آیند سپس به فرم رشد ثانویه مجددا تهنشین میکنند. رشد ثانویه کوارتز در ماسه سنگهای فاقد آثار ، انحلال فشاری، ممکن است منعکس کننده مهاجرت قابل توجهی محلول غنی از سیلیس، از مسافت دورتر از محل انحلال فشاری به طرف بالا باشد یا نشان دهنده منشا دیگری از سیلیس است. منابع احتمالی شامل انحلال ذرات ریز سیلیسی، سیلیکاتهای دیگر و سیلیس بیوژنتیکی و آبهای زیرزمینی میباشد. ذرات ریز سیلیسی میتوانند از سایش دانهها بویژه اگر یک ماسه سنگ بادی باشد، سرچشمه گرفته باشند. انحلال فلدسپاتها، آمفیبولها و پیروکسنها و همچنین تبدیل مونتموریونیت به ایلیت و فلدسپات به کائولینیت نیز میتواند سیلیس تولید کند. یکی از خواص مهمی که از سیمانی شدن ماسه سنگها به توسط کوارتز ناشی میشود این است که خواهند توانست بعد او در طی بعدی در مقابل اثرات فشردگی و انحلال فشاری مقاومت و پایداری نمایند. سیمانی شدن کربناته کلسیت یکی از متداولترین سیمانهای موجود در ماسه سنگهاست و لیکن سایر سیمانهای کربناتهای که بیشتر بطور موضعی اهمیت دارند، دولومیت و سیدریت است. سیمان ممکن است به صورتهای توزیع یکنواخت تا لکهای، تا تفکیک موضعی و کنکرسیون در تغییر باشد. دو نوع سیمان کلسیتی اصلی شامل بلورهای تویکیلوتوپیک و کلسیت اسپاری دروزی میباشد. بلورهای تویکیلوتوپیک به صورت بلورهای منفرد بزرگ، تاچندین سانتیمتر عرض هستند، که بسیاری از دانه های ماسهای را دربر میگیرند.
موزائیکهای کلسیت دروزی از بلورهای یک اندازهای تشکیل شدهاند که حفرات بین دانهها را پر میکنند و بطور تیپیک افزایشی در اندازه بلورها به طرف مرکز حفره اصلی را نشان میدهند. بر اثر ته نشینی کلسیت، معمولا یک جابجایی در دانه ها صورت میگیرد بطوری که به نظر میرسد آنها در سیمان شناورند. همچنین ممکن است کلسیت در ترکهای درون دانهها ته نشین شود و بنابراین باعث جدا شدن آنها میگردد. سیمانهای کلسیتی در ماسه سنگهایی که دارای مقدار زیادی دانه هستند، نظیر کوارتز آرنایتها، آرکوزها ولیت آرنیتها فراوان است. سیمانهای دولومیتی از بلورهای ریز رومبوئدری پر کننده حفرات تا موزائیکهای درشت بیشکل و بلورهای پویکیلوتوپیک بزگ در تغییر است. سیمانی شدن و رنگیزه شدن هماتیتی بشتر رسوبات تخریبی آواری به علت وجود هماتیت دارای رنگ قرمز هستند و در بیشتر موارد این سنگها در محیطهای قارهای رسوب کردهاند. هماتیت بطور تیپیک به فرم یک پوشش خیلی نازکی در اطراف دانهها وجود دارد و لیکن کانیهای رسی نفوذی یا درجازا و کوارتز درجازا و فلدسپات را نیز به رنگ قرمز آغشته میکند. سایر کانیهای دیاژنتیکی که بصورت موضعی در ماسه سنگها اهمیت دارند، سولفاتها و سولفیدها هستند. ژیپس و انیدریت در جایی که در توالی طبقات تبخیری وجود داشته باشد، به فرم سیمان یافت میشوند، وگر نه این حالت به ندرت وجود دارد. سیمانهای سولفاته معمولا در بیرون زدگیهای ماسه سنگی باقی نمیماند.