Keramiek is een van de oudste industrieën, die duizenden jaren teruggaat. Toen de mens ontdekte dat klei in overvloed kon worden gevonden en tot voorwerpen kon worden gevormd door het eerst met water te mengen en vervolgens te bakken, was een belangrijke industrie geboren. Het oudst bekende keramische voorwerp is gedateerd op 28.000 v. Chr. (BCE = Before Common Era), tijdens de late paleolithische periode. Het gaat om een vrouwenbeeldje, de Venus van Dolní Věstonice, uit een kleine prehistorische nederzetting in de buurt van Brno, in de Tsjechische Republiek. Op deze plaats werden ook honderden beeldjes van klei ontdekt die dieren uit de ijstijd voorstelden, in de buurt van de overblijfselen van een hoefijzervormige oven.
De eerste voorbeelden van aardewerk verschenen in Oost-Azië enkele duizenden jaren later. In de Xianrendong-grot in China zijn fragmenten gevonden van potten die dateren van 18.000-17.000 v. Chr. Aangenomen wordt dat vanuit China het gebruik van aardewerk zich successievelijk verspreidde naar Japan en het Russische Verre Oosten, waar archeologen scherven van keramische voorwerpen hebben gevonden die dateren van 14.000 v. Chr.
Het gebruik van keramiek nam dramatisch toe tijdens het Neolithicum, met de vestiging van gevestigde gemeenschappen die zich toelegden op landbouw en veeteelt. Vanaf ongeveer 9000 v. Chr. werd keramiek op basis van klei populair als recipiënten voor water en voedsel, kunstvoorwerpen, tegels en bakstenen, en het gebruik ervan verspreidde zich van Azië naar het Midden-Oosten en Europa. De eerste producten werden gewoon in de zon gedroogd of bij lage temperatuur (minder dan 1.000°C) gebakken in rudimentaire ovens die in de grond waren uitgegraven. Het aardewerk was ofwel monochroom ofwel versierd met eenvoudige lineaire of geometrische motieven.
Het is bekend dat rond 7.000 v. Chr. de mensen reeds scherpe werktuigen gebruikten die gemaakt waren van obsidiaan, een natuurlijk voorkomend vulkanisch glas. De Romeinse geschiedschrijver Plinius meldde dat het eerste door de mens vervaardigde glas in 5000 v. Chr. bij toeval werd geproduceerd door Fenicische kooplieden, toen zij tijdens een rustpauze op een strand kookpotten op natriumrijke rotsen bij een vuur plaatsten. De hitte van het vuur smolt de rotsen en vermengde ze met het zand, waardoor gesmolten glas ontstond.
Archeologen zijn er niet in geslaagd Plinius’ verhaal te bevestigen. In plaats daarvan zijn in Mesopotamië en Egypte eenvoudige glazen voorwerpen, zoals kralen, ontdekt die dateren van 3.500 v. Chr. In het begin van de Bronstijd werd in Mesopotamië geglazuurd aardewerk vervaardigd. Pas in 1500 v. Chr. begonnen de Egyptenaren echter met de bouw van fabrieken voor de vervaardiging van glaswerk voor zalven en oliën.
Een van de eerste doorbraken in de fabricage van keramiek was de uitvinding van de draaischijf, in 3500 v. Chr. De introductie van het wiel maakte het mogelijk de techniek van het wielvormen te gebruiken om keramische voorwerpen met radiale symmetrie te vervaardigen.
Tussendien ontwikkelde het keramisch aardewerk zich in het gebruik van steeds meer uitgewerkte beschilderingen, zodat deze voorwerpen uiteindelijk echte kunstvoorwerpen werden. Versieringen impliceerden ook het gebruik van oxiderende en reducerende atmosfeer tijdens het bakken om speciale effecten te bereiken. De Griekse Attische vazen van de 6e en 5e eeuw v. Chr. worden beschouwd als het toppunt van deze evolutie.
Tot in de 16e eeuw n. Chr. (CE = Common Era) bleef aardewerk de belangrijkste klasse van keramische produkten die in Europa en het Midden-Oosten werden vervaardigd. De Chinezen waren de eersten die ovens met hoge temperaturen introduceerden die tot 1350°C konden bereiken, en zij ontwikkelden rond 600 n.C. porselein (een materiaal met minder dan 1% porositeit) uit kaolienklei. Tijdens de Middeleeuwen maakte de handel via de Zijderoute de introductie en verspreiding van porselein mogelijk in eerst de Islamitische landen en later in Europa, grotendeels dankzij de reizen van Marco Polo.
In de 15e eeuw werden in Europa de vroegste hoogovens ontwikkeld, die tot 1.500°C konden reiken. Ze werden gebruikt om ijzer te smelten en waren aanvankelijk gemaakt van natuurlijke materialen. Toen in de 16e eeuw synthetische materialen werden ontwikkeld die beter bestand waren tegen hoge temperaturen (vuurvaste materialen genaamd), was de industriële revolutie geboren. Deze vuurvaste materialen creëerden de noodzakelijke voorwaarden voor het smelten van metalen en glas op industriële schaal, alsmede voor de vervaardiging van cokes, cement, chemicaliën en keramiek.
Sindsdien heeft de keramische industrie een ingrijpende verandering ondergaan. Niet alleen zijn traditionele keramiek en glas alomtegenwoordig geworden, maar in de loop der jaren zijn ook nieuwe producten ontwikkeld om te profiteren van de unieke eigenschappen van deze materialen, zoals hun lage thermische en elektrische geleidbaarheid, hoge chemische weerstand en hoge smeltpunt. Rond 1850 werden de eerste elektrische isolatoren van porselein geïntroduceerd, waarmee het tijdperk van de technische keramiek begon.
Na de Tweede Wereldoorlog hebben keramiek en glas bijgedragen aan de groei van vele technologisch geavanceerde gebieden, waaronder elektronica, opto-elektronica, medische, energie-, auto-, lucht- en ruimtevaart en ruimteverkenning. Bovendien hebben innovaties in keramische verwerkings- en karakteriseringstechnieken de creatie mogelijk gemaakt van materialen met op maat gemaakte eigenschappen die voldoen aan de eisen van specifieke en aangepaste toepassingen. In de afgelopen jaren heeft de keramische verwerking aan kracht gewonnen door nanotechnologie, waardoor fabrikanten materialen en producten met onconventionele eigenschappen kunnen introduceren, zoals transparante keramiek, buigzame keramiek, hyperelastische botten en microscopisch kleine condensatoren.
Al deze vorderingen zullen naar verwachting de wereldwijde keramiek- en glasindustrie aanjagen om in 2023 een markt van bijna 1,1 biljoen dollar te worden, tegenover een geschatte 800 miljard dollar in 2018.
Een overzicht van de meest relevante mijlpalen in de geschiedenis van keramiek en glas wordt gegeven in de onderstaande tabel.
| Jaar(s) | Ontwikkeling |
|---|---|
| 28.000 BCE | Keramische beeldjes worden gebruikt voor ceremoniële doeleinden. |
| 18.000 v. Chr. | Chinees aardewerk verschijnt. |
| 18.000 v. Chr. tot 14.000 v. Chr. | Keramisch aardewerk verspreidt zich in Oost-Azië. |
| 9.000 v. Chr. | Keramische producten, zoals vazen, bakstenen, en tegels, worden populair in het Midden-Oosten en Europa. |
| 7.000 v. Chr. | Er verschijnen scherpe gereedschappen van natuurlijk glas. |
| 5.000 v. Chr. | Phoenicische kooplieden maken mogelijk het eerste glas. |
| 3.500 v. Chr. | Eenvoudige glazen voorwerpen worden vervaardigd in Mesopotamië en Egypte. |
| 3.500 BCE | Het wiel wordt uitgevonden, dat later zal worden toegepast bij het wiel-vormen van aardewerk. |
| 3.000 BCE | Geglazuurd aardewerk wordt vervaardigd in Mesopotamië. |
| 1.500 BCE | Egyptenaren beginnen fabrieken te bouwen voor productie van glaswerk. |
| 700 BCE | Keramisch aardewerk wordt kunstwerk in Attisch Griekenland. |
| 600 CE | 600 CEChinese introduceren porselein. |
| 1400s | Hoge-temperatuur ovens worden ontwikkeld in Europa voor metallurgisch gebruik. |
| 1500s | Hoge-temperatuur vuurvaste materialen worden geïntroduceerd om ovens te bouwen voor het maken van staal, glas, keramiek, en cementen, wat de weg leidt naar de industriële revolutie. |
| Midden jaren 1800 | Porseleinen elektrische isolatoren en gloeilampen worden uitgevonden. |
| Jaren 1920 | Hoge-sterkte kwarts verrijkt porselein voor isolatoren, aluminiumoxide bougies, glazen ruiten voor auto’s, en keramische condensatoren worden geïntroduceerd. |
| 1940-er jaren | Onderzoek naar oxide-magnetische materialen (ferrieten) en ferro-elektrische materialen begint. |
| 1950-er jaren | Keramische condensatoren op basis van bariumtitanaat worden ontwikkeld. |
| 1960s | Aluminiumoxide-isolatoren voor spanningen boven 220 kV worden geïntroduceerd en toepassingen voor carbiden en nitriden worden ontwikkeld. De eerste transparante keramiek op basis van yttrium wordt uitgevonden. Bioglas wordt ook ontdekt. |
| 1970s | Gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoniumoxide wordt ontwikkeld. Krachtige keramische substraten voor katalysatoren en roetfilters voor dieselmotoren worden gecommercialiseerd. |
| 1980s | Ceramische hoge-temperatuur supergeleiders worden ontwikkeld. |
| 1990s | Multilayer keramische schakelingen (lage-temperatuur co-fired keramiek) worden gecommercialiseerd. Laagsmeltende keramiek wordt geïntroduceerd voor tandprothesen. De eerste met whisker versterkte aluminiumoxide-composieten worden vervaardigd door warmpersen. Polykristallijne neodymium-yttrium aluminium granaten voor vastestof lasers worden ontwikkeld. |
| Late jaren 1990 | Nanotechnologie initiatieven beginnen wereldwijd te prolifereren. |
| Late jaren 1990 | Het robocasting proces voor 3D printen van keramiek wordt ontwikkeld. |
| 2000 | Door composieten op basis van ZrB2/HfB2 te maken die bestand zijn tegen temperaturen tot 2.200°C, wekt NASA opnieuw belangstelling voor de ontwikkeling van ultrahoge temperatuur-keramiek (UHTC’s) voor de fabricage van hypersonische vliegtuigen en herbruikbare ruimtevoertuigen. |
| 2010 | Verschillende processen worden ontwikkeld voor 3D-printen van technische keramiek. In 2017 is het eerste hyperelastische bot gemaakt door 3D printen. |