السيراميك بين الماضي والحاضر



أصبح السيراميك واسع الانتشار في هذه الفترة، فستجده في كل مكانٍ تقريبًا، فستجده في أرضية بيتك وفي المراحيض، وعلى الحائط، بل إن بيوتًا كاملةً تتكون من السيراميك، لكن هل سألت نفسك يومًا ما هو السيراميك؟ كيف يتم تحضيره؟ ما هي أنواعه؟ ما خصائصه؟ كل هذه تساؤلات ستجد إجاباتها في المقال التالي.


تعريف السيراميك
عبارة عن موادٍ غير عضويةٍ، وغير معدنيةٍ يقوم مهندسون مختصّون بتحضيرها وتصميمها للحصول على منتجٍ مفيدٍ، وله استخداماتٌ عدۃ.


أهمية السيراميك
ستجده في كل مكانٍ حولك، ستجده على الأرض في شكل بلاط، وستجده في شكل طوب بشكل المباني، كما أنه يدخل في صناعة الزجاج، والمراحيض، ويستخدم في صناعة محركات السيارات، كما أنه يستخدم في خطوط الهواتف، وفي المكوك الفضائي، ويمكن أن يُستخدم في تشكيل مواد موصلة للكهرباء، وغيرها من المواد الضرورية بل قد تكون أساسيةً في حياتنا اليومية.

أنواع السيراميك
هناك أنواعٌ عدة من السيراميك، فهناك ما يستخدم في صناعة الأواني والبلاط والفخار والمباني وغيرهم سنستعرض بعضًا منها الآن.


الخزف أو الفخار: وهو أشهر أنواع السيراميك، ويستخدم على نطاقٍ واسعٍ، في صناعة أدوات الطعام، وقد استخدمه الإنسان منذ القدم. ويتم تصنيعه بوضع الطين الصلصال في درجة حرارةٍ تتراوح ما بين 1000 إلى 1150 درجةً مئويةً، فتكون النتيجة منتجًا مثقبًا، خشنًا يسهل اختراقه، وللتغلب على وجود تلك الثقوب، يتم طحن مسحوق زجاجي معلق في الماء، ثم يستخدم في تغطية المنتج، ويُسخن المُنتج مرةً ثانيةً عند نفس درجة الحرارة.
الخزف الحجري: والذي يُصنّع عند حرارة 1200 درجة مئوية، حتى يشبه الزجاج، فالخزف الحجري غير مثقبٍ ويستخدم غالبًا في صناعة أدوات الطبخ.
البورسلين: وهو نوعٌ من السيراميك الشفاف وقد استخدم لأول مرة في عام 1600 قبل الميلاد في الصين، وفي عام 600 م أصبح الخزف الصيني مطلوبًا في البلاد العربية، وكان من أثمن السلع آنذاك، فقد اُستخدم في صناعة الأطباق والأكواب والمزهريات وغيرها.

لمحة تاريخية
يعود تاريخ اكتشاف الإنسان واستخدامه لمادة السيراميك لقديم الزمان، وهو بالمجمل بسيط التحضير، فبمجرد وجود الطين والماء والنار، تمكن الإنسان القديم من تحضيره والاستفادة منه.

يرجع تاريخ أقدم قطعة أثرية مصنوعة من الخزف لحوالي 28000 عام مضى، وكانت القطعة الأثرية عبارةً عن تمثالٍ لامرأة تدعى فينوس بالقرب من بلدة بونو في بلاد التشيك، وفي نفس المكان وجدت الكثير من التماثيل الطينية وكان منها ما يمثل حيوانات للعصر الجليدي.

تم العثور على الأواني لأول مرة في شرق آسيا في أحد الكهوف، وقد وجدوا أنّ تاريخها يرجع إلى حوالي 17000 إلى 18000 سنة قبل الميلاد، كما وجد بعض القطع الأثرية المصنوعة من الفخار والتي يرجع تاريخها لحوالي 14000 سنة قبل الميلاد في منطقة الشرق الأقصى.

انتشر استخدام السيراميك في العصر الحجري الحديث، من آسيا للشرق الأوسط لأوربا، واستخدم في صناعة الأطباق والأكواب والطوب والبلاط وغيرها قبل حوالي 9000 سنة قبل الميلاد.

تطورت صناعة الخزف بعد ذلك، وبدأت العديد من البلدان في تصنيعه، وقد استخدمه المصريون القدماء في تصنيع العديد من المنتجات، فبدأت روح الإبداع تظهر عندما بدأ المصريون في استخدامه في الزخرفة في 3500 قبل الميلاد، والكثير من البلدان قامت بتطويره واُستخدمت أفران بدرجات حرارة مرتفعة للحصول على أفضل وأجود القطع وزاد انتشار الخزف، فقد استطاعوا أن يبنوا له مصانع خاصة، حتى اشتهرت بعض البلدان بصناعته ومن أهمها الصين.

على مرِّ التاريخ، تم تطوير صناعة السيراميك حتى أصبحت تستخدم في نواحٍ كثيرةٍ من الحياة، فقد عمل الإنسان على الإفادة من خصائصه الفريدة، ففي عام 1850 م تم تقديم أول عوازل كهربائية من البورسلين، وبعد الحرب العالمية الثانية بدأ يستخدم السيراميك في العديد من المجالات التكنولوجية، ودخل أيضًا في صناعة الإلكترونيات، كما أنه دخل في تصنيع المنتجات الطبية والطاقة والفضاء، والعديد من الاستثمارات في يومنا هذا قائمةٌ على صناعة السيراميك، وفى تركيب سيراميك الكويت
حتى أنه من المتوقع أن تصل إيرادات استثماراته حدّ 1.1 تريليون دولار في
2023

تاريخ الخزف في الحربية
الحاجات العسكرية أثناء الحرب العالمية الثانية شجعت وبصورة كبيرة التطورات التكنولوجية، مما خلق حاجة كبيرة لصناعة مواد ذات أداء عالي وهذا ساعد علي تسريع التطور في علم وهندسة الخزف. في خلال الستينات والسبعينات من القرن العشرين، تم تطوير أنواع جديدة كرد فعل للتطور في الطاقة الذرية والإلكترونيات والاتصالات والسفر عبر الفضاء.اكتشاف الموصلات الفائقة الخزفية عام 1986 حفز إجراء بحوث مكثفة من أجل تطوير أجزاء سيراميكية ذات توصيل فائق، من أجل الأجهزة الإلكترونية، المحركات الكهربية، ومعدات التوصيل.

هناك احتياج متزايد في القطاع العسكري لمواد ذات صلابة عالية ومتينة وتسمح بمرور الضوء حول المرئية (0.4–0.7 micrometers) ومنتصف تحت الحمراء (1–5 micrometers) في مناطق الطيف. هذه المواد يتم احتياجها من أجل تطبيقات تحتاج درع خفي. الدرع الخفي هو عبارة عن مادة أو نظام كامل من المواد تم تصنيعها لتكون شفافة ضوئيا وفي نفس الوقت تحمي من التهشم وصدمات القذائف.المستلزمات الأساسية في الدرع الشفاف ليست فقط هزيمة الخطر ولكن أيضا أن تمنح قدرة علي الضرب المتعدد مع ضمان أقل تشويه للمناطق المحيطة. نافذات الدروع الشفافة يجب أن تكون أيضا متماشية مع معدات الرؤية الليلية. يتم البحث عن مواد جديدة ذات سمك أقل ووزن أٌقل وتمنح قدرة قتالية عالية. هذه المواد وجدت مجال واسع من التطبيقات في مجال الكهروضوئية مثل: الألياف البصرية لنقل الموجات الضوئية الموجه، مفاتيح بصرية، مكبرات ليزرية وعدسات،
ومواد نافذات ضوئية لاليزر الغازي وأجهزة بحث موجات ما تحت الحمراء لتوجيه نظم توجيه الصواريخ والرؤية الليلية.