En kort historie om keramik og glas

Keramik er en af de ældste industrier, der går flere tusinde år tilbage i tiden. Da mennesket først opdagede, at ler kunne findes i rigelige mængder og formes til genstande ved først at blive blandet med vand og derefter brændt, opstod der en nøgleindustri. Det ældste kendte keramiske artefakt er dateret så tidligt som 28.000 BCE (BCE = Before Common Era), i den sene palæolitiske periode. Det er en statuette af en kvinde, kaldet Venus fra Dolní Věstonice, fra en lille forhistorisk boplads nær Brno i Tjekkiet. På dette sted blev der også afdækket hundredvis af lerfigurer, der forestiller dyr fra istiden, i nærheden af resterne af en hesteskoformet ovn.

De første eksempler på keramik dukkede op i Østasien flere tusinde år senere. I Xianrendong-hulen i Kina er der fundet fragmenter af krukker, der er dateret til 18.000-17.000 f.Kr. Det antages, at brugen af keramik fra Kina successivt spredte sig til Japan og den russiske fjernøstlige region, hvor arkæologer har fundet skår af keramiske genstande, der dateres til 14.000 f.Kr.

Brugen af keramik steg dramatisk i løbet af bondestenalderen med etableringen af faste samfund, der var helliget landbrug og landbrugsdrift. Fra omkring 9.000 f.Kr. blev lerbaseret keramik populær som beholdere til vand og mad, kunstgenstande, fliser og mursten, og brugen af dem spredte sig fra Asien til Mellemøsten og Europa. De tidlige produkter blev blot tørret i solen eller brændt ved lav temperatur (under 1.000 °C) i rudimentære ovne, der blev gravet ned i jorden. Keramikken var enten ensfarvet eller dekoreret ved at male enkle lineære eller geometriske motiver.

Det er kendt, at mennesker allerede omkring 7.000 f.Kr. brugte skarpe redskaber fremstillet af obsidian, et naturligt forekommende vulkanglas. Den romerske historiker Plinius rapporterede, at det første menneskeskabte glas blev fremstillet ved et uheld af fønikiske købmænd i 5.000 f.Kr., da de, mens de hvilede på en strand, placerede kogegryder på natriumrige sten i nærheden af et bål. Varmen fra ilden smeltede stenene og blandede dem med sandet og dannede smeltet glas.

Arkæologer har ikke været i stand til at bekræfte Plinius’ beretning. I stedet er der i Mesopotamien og Egypten blevet fundet simple glasgenstande som f.eks. perler, der dateres til 3.500 f.Kr. I begyndelsen af bronzealderen blev der fremstillet glaseret keramik i Mesopotamien. Det var dog først 1.500 fvt. at egypterne begyndte at bygge fabrikker for at fremstille glasvarer til salver og olier.

Et af de første gennembrud i fremstillingen af keramik var opfindelsen af hjulet i 3.500 fvt. Indførelsen af hjulet gjorde det muligt at udnytte hjulformningsteknikken til at fremstille keramiske genstande med radial symmetri.

I mellemtiden udviklede den keramiske keramik sig i brugen af stadig mere udførlige malerier, således at disse genstande til sidst blev til ægte kunstværker. Dekorationer involverede også brugen af oxiderende og reducerende atmosfære under brændingen for at opnå særlige effekter. Græske attiske vaser fra det 6. og 5. århundrede f.v.t. betragtes som højdepunktet af denne udvikling.

I hele det 16. århundrede e.v.t. (CE = Common Era) forblev lertøj den vigtigste klasse af keramiske produkter, der fremstilles i Europa og Mellemøsten. Kineserne var de første til at indføre ovne med høj temperatur, der kunne nå op på 1350 °C, og omkring 600 e.Kr. udviklede de porcelæn (et materiale med mindre end 1 % porøsitet) af kaolinholdigt ler. I middelalderen gjorde handelen via Silkevejen det muligt at indføre og udbrede porcelænet i de islamiske lande først og senere i Europa, hvilket i høj grad skyldtes Marco Polos rejser.

I det 15. århundrede blev de tidligste højovne udviklet i Europa, som kunne nå op til 1.500 °C. De første højovne blev udviklet i Europa og kunne nå op til 1.500 °C. De blev brugt til at smelte jern og blev oprindeligt bygget af naturmaterialer. Da der i det 16. århundrede blev udviklet syntetiske materialer med bedre modstandsdygtighed over for høje temperaturer (kaldet ildfaste materialer), var den industrielle revolution født. Disse ildfaste materialer skabte de nødvendige betingelser for smeltning af metaller og glas i industriel skala samt for fremstilling af koks, cement, kemikalier og keramik.

Siden da har den keramiske industri gennemgået en gennemgribende forandring. Ikke alene er traditionel keramik og glas blevet allestedsnærværende, men i årenes løb er der også blevet udviklet nye produkter, som udnytter disse materialers unikke egenskaber, såsom deres lave termiske og elektriske ledningsevne, høje kemiske modstandsdygtighed og høje smeltepunkt. Omkring 1850 blev de første elektriske isolatorer af porcelæn introduceret, og dermed startede æraen for teknisk keramik.

Efter Anden Verdenskrig har keramik og glas bidraget til væksten på mange teknologisk avancerede områder, herunder elektronik, optoelektronik, medicin, energi, bilindustrien, luft- og rumfart og rumforskning. Desuden har innovationer inden for keramiske forarbejdnings- og karakteriseringsteknikker gjort det muligt at skabe materialer med skræddersyede egenskaber, der opfylder kravene til specifikke og tilpassede anvendelser. I de seneste år har den keramiske forarbejdning fået ny kraft fra nanoteknologien, som giver producenterne mulighed for at introducere materialer og produkter med ukonventionelle egenskaber som f.eks. gennemsigtig keramik, duktil keramik, hyperelastiske knogler og mikroskopiske kondensatorer.

Al disse fremskridt forventes at drive den globale keramik- og glasindustri til at blive et marked på næsten 1,1 billioner dollars i 2023, hvilket er en stigning fra et anslået marked på 800 milliarder dollars i 2018.

En oversigt over de mest relevante milepæle i keramik- og glasindustriens historie findes i tabellen nedenfor.

År(e) Udvikling
28.000 BCE Keramiske figurer bruges til ceremonielle formål.
18.000 BCE Kinesisk keramik dukker op.
18.000 f.Kr. til 14.000 f.Kr. Keramisk keramik udbredes i Østasien.
9.000 f.Kr. Keramiske produkter, såsom vaser, mursten og fliser, bliver populære i Mellemøsten og Europa.
7.000 f.Kr. Skarpe redskaber af naturglas dukker op.
5.000 f.Kr. Fønikiske købmænd fremstiller muligvis det første glas.
3.500 f.v.t. Enkle glasgenstande fremstilles i Mesopotamien og Egypten.
3.500 f.v.t. Hjulet opfindes, som senere vil blive anvendt til hjulformning af keramik.
3.000 f.v.t. Glaseret keramik fremstilles i Mesopotamien.
1.500 fvt Egypterne begynder at bygge fabrikker til produktion af glasvarer.
700 fvt Keramikkeramik bliver kunstværk i det attiske Grækenland.
600 CE 600 CEChineserne introducerer porcelæn.
1400-tallet Høj temperatur-ovne udvikles i Europa til metallurgisk brug.
1500-tallet Høj temperatur-ildfaste materialer introduceres til at bygge ovne til fremstilling af stål, glas, keramik og cement, hvilket baner vejen for den industrielle revolution.
Midt 1800-tallet Porcelænsisolatorer til elektrisk brug og glødepærer opfindes.
1920’erne Højstyrkekvartsberiget porcelæn til isolatorer, tændrør af aluminiumoxid, glasruder til biler og keramiske kondensatorer introduceres.
1940’erne Forskningen i magnetiske oxidmaterialer (ferritter) og ferroelektriske materialer påbegyndes.
1950’erne Keramiske kondensatorer baseret på bariumtitanat udvikles.
1960’erne Aluminaisolatorer til spændinger på over 220 kV introduceres, og der udvikles anvendelser for carbider og nitrider. Den første yttriumoxidbaserede gennemsigtige keramik opfindes. Bioglas bliver også opdaget.
1970’erne Der udvikles delvist stabiliseret zirconiumoxid. Højtydende cellulære keramiske substrater til katalysatorer og partikelfiltre til dieselmotorer markedsføres.
1980’erne Keramiske højtemperatursuperledere udvikles.
1990’erne Multilags-keramiske kredsløb (lavtemperaturs-sambrændt keramik) markedsføres. Der introduceres lavt smeltet keramik til tandproteser. De første whiskerforstærkede aluminiumoxidkompositter fremstilles ved varmpresning. Der udvikles polykrystallinske neodym-yttrium-aluminiumgranater til faststoflasere.
Slut 1990’erne Nanoteknologiinitiativer begynder at brede sig på verdensplan.
Slut 1990’erne Robocastingprocessen til 3D-printning af keramik udvikles.
2000’erne Gennem skabelsen af ZrB2/HfB2-baserede kompositter, der kan modstå temperaturer på op til 2 200 °C, genopliver NASA interessen for udvikling af ultrahøj temperatur-keramik (UHTC) til fremstilling af hypersoniske fly og genanvendelige rumfartøjer.
2010’erne Der udvikles forskellige processer til 3D-printning af teknisk keramik. I 2017 skabes den første hyperelastiske knogle ved 3D-printning.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.