Ceramica este una dintre cele mai vechi industrii, care datează de mii de ani. Odată ce oamenii au descoperit că lutul poate fi găsit din abundență și poate fi modelat în obiecte prin amestecarea cu apă și apoi prin ardere, s-a născut o industrie cheie. Cel mai vechi artefact ceramic cunoscut este datat încă din 28.000 î.Hr. (î.Hr. = înainte de Era Comună), în timpul perioadei paleoliticului târziu. Este vorba de o statuetă a unei femei, numită Venus din Dolní Věstonice, provenind dintr-o mică așezare preistorică de lângă Brno, în Republica Cehă. În această locație, sute de figurine de lut reprezentând animale din Epoca Glaciară au fost descoperite, de asemenea, lângă rămășițele unui cuptor în formă de potcoavă.
Primile exemple de ceramică au apărut în Asia de Est câteva mii de ani mai târziu. În peștera Xianrendong din China, au fost descoperite fragmente de vase datate între 18.000 și 17.000 î.Hr. Se crede că din China utilizarea ceramicii s-a răspândit succesiv în Japonia și în regiunea Orientului Îndepărtat al Rusiei, unde arheologii au găsit cioburi de artefacte ceramice datate cu 14.000 î.Hr.
Utilizarea ceramicii a crescut dramatic în perioada neolitică, odată cu înființarea unor comunități sedentare dedicate agriculturii și creșterii animalelor. Începând cu aproximativ 9.000 î.Hr., ceramica pe bază de lut a devenit populară ca recipiente pentru apă și alimente, obiecte de artă, țigle și cărămizi, iar utilizarea lor s-a răspândit din Asia în Orientul Mijlociu și Europa. Primele produse erau doar uscate la soare sau arse la temperaturi scăzute (sub 1.000°C) în cuptoare rudimentare săpate în pământ. Ceramica era fie monocromă, fie decorată prin pictarea unor motive liniare sau geometrice simple.
Se știe că, în jurul anului 7.000 î.Hr. oamenii foloseau deja unelte ascuțite realizate din obsidian, o sticlă vulcanică naturală. Istoricul roman Pliniu a relatat că prima sticlă fabricată de om a fost produsă accidental de negustorii fenicieni în anul 5.000 î.Hr. când, în timp ce se odihneau pe o plajă, au așezat vasele de gătit pe roci bogate în sodiu, în apropierea unui foc. Căldura focului a topit rocile și le-a amestecat cu nisipul, formând sticlă topită.
Arheologii nu au reușit să confirme relatarea lui Pliniu. În schimb, în Mesopotamia și Egipt au fost descoperite obiecte simple din sticlă, cum ar fi mărgele, care datează din 3.500 î.Hr. La începutul epocii bronzului, în Mesopotamia se producea ceramică smălțuită. Cu toate acestea, abia la 1.500 î.Hr. egiptenii au început să construiască fabrici pentru a crea sticlărie pentru unguente și uleiuri.
Una dintre primele descoperiri în fabricarea ceramicii a fost inventarea roții, în 3.500 î.Hr. Introducerea roții a permis utilizarea tehnicii de formare la roată pentru a produce artefacte ceramice cu simetrie radială.
Între timp, ceramica a evoluat în utilizarea unor picturi din ce în ce mai elaborate, astfel încât aceste obiecte au devenit, în cele din urmă, adevărate opere de artă. Decorațiile au implicat, de asemenea, utilizarea atmosferei oxidante și reducătoare în timpul coacerii pentru a obține efecte speciale. Vasele attice grecești din secolele al VI-lea și al V-lea î.Hr. sunt considerate apogeul acestei evoluții.
Pe tot parcursul secolului al XVI-lea d.Hr. (EC = Epoca Comună), ceramica de lut a rămas principala clasă de produse ceramice fabricate în Europa și în Orientul Mijlociu. Chinezii au fost primii care au introdus cuptoare cu temperaturi ridicate, capabile să atingă până la 1350°C, și, în jurul anului 600 d.Hr., au dezvoltat porțelanul (un material cu o porozitate mai mică de 1%) din argilă de caolin. În timpul Evului Mediu, comerțul prin Drumul Mătăsii a permis introducerea și răspândirea porțelanului în țările islamice mai întâi și mai târziu în Europa, în mare parte datorită călătoriilor lui Marco Polo.
Până în secolul al XV-lea, în Europa au fost dezvoltate cele mai vechi furnale înalte, capabile să atingă până la 1.500°C. Acestea au fost folosite pentru a topi fierul și au fost construite inițial din materiale naturale. Când, în secolul al XVI-lea, au fost dezvoltate materiale sintetice cu o rezistență mai bună la temperaturi ridicate (numite refractare), s-a născut revoluția industrială. Aceste materiale refractare au creat condițiile necesare pentru topirea metalelor și a sticlei la scară industrială, precum și pentru fabricarea de cocs, ciment, produse chimice și ceramică.
De atunci, industria ceramică a trecut printr-o transformare profundă. Nu numai că ceramica și sticla tradiționale au devenit omniprezente, dar de-a lungul anilor au fost dezvoltate noi produse pentru a profita de proprietățile unice ale acestor materiale, cum ar fi conductivitatea termică și electrică scăzută, rezistența chimică ridicată și punctul de topire ridicat. În jurul anului 1850 au fost introduși primii izolatori electrici din porțelan, dând astfel startul erei ceramicii tehnice.
După cel de-al Doilea Război Mondial, ceramica și sticla au contribuit la creșterea multor domenii avansate din punct de vedere tehnologic, inclusiv în domeniul electronic, optoelectronic, medical, energetic, auto, aerospațial și al explorării spațiale. În plus, inovațiile în ceea ce privește tehnicile de prelucrare și caracterizare a ceramicii au permis crearea de materiale cu proprietăți adaptate, care îndeplinesc cerințele unor aplicații specifice și personalizate. În ultimii ani, prelucrarea ceramicii a căpătat o nouă vigoare datorită nanotehnologiei, ceea ce permite producătorilor să introducă materiale și produse cu proprietăți neconvenționale, cum ar fi ceramica transparentă, ceramica ductilă, oasele hiperelastice și condensatorii microscopici.
Toate aceste progrese se așteaptă ca industria globală a ceramicii și sticlei să devină o piață de aproape 1.100 de miliarde de dolari în 2023, în creștere de la o valoare estimată de 800 de miliarde de dolari în 2018.
Un rezumat al celor mai relevante repere din istoria ceramicii și sticlei este prezentat în tabelul de mai jos.
| Anul (anii) | Dezvoltare | |||
|---|---|---|---|---|
| 28.000 î.Hr. | Figurinele din ceramică sunt folosite în scopuri ceremoniale. | |||
| 18.000 î.Hr. | Apare ceramica chinezească. | |||
| 18.000 î.Hr. până la 14.000 î.Hr. | Ceramica ceramică se răspândește în Asia de Est. | |||
| 9.000 î.Hr. | Produsele ceramice, cum ar fi vasele, cărămizile și țiglele, devin populare în Orientul Mijlociu și Europa. | |||
| 7.000 î.e.n. | Apare uneltele ascuțite realizate din sticlă naturală. | |||
| 5.000 î.e.n. | Comercianții fenicieni realizează, probabil, prima sticlă. | |||
| 3.500 î.Hr. | Articole simple din sticlă sunt fabricate în Mesopotamia și Egipt. | |||
| 3.500 î.Hr. | Se inventează roata, care va fi aplicată mai târziu la formarea cu roata a ceramicii. | |||
| 3.000 î.Hr. | În Mesopotamia se produce ceramică smălțuită. | |||
| 1.500 î.e.n. | Egiptenii încep să construiască fabrici pentru producția de sticlărie. | |||
| 700 î.e.n. | Ceramica ceramică devine operă de artă în Grecia attică. | |||
| 600 e.n. | 600 e.n. | 600 e.n. | 600 e.n. | 600 e.n. | Cinezii introduc porțelanul. |
| 1400s | În Europa sunt dezvoltate cuptoare de înaltă temperatură pentru uz metalurgic. | |||
| 1500s | Materialele refractare de înaltă temperatură sunt introduse pentru a construi cuptoare pentru fabricarea oțelului, sticlei, ceramicii și cimenturilor, deschizând calea spre revoluția industrială. | |||
| Mediul anilor 1800 | Se inventează izolatorii electrici din porțelan și becurile cu incandescență. | |||
| Anii 1920 | Se introduce porțelanul îmbogățit cu cuarț de înaltă rezistență pentru izolatori, bujii de alumină, geamuri de sticlă pentru automobile și condensatori ceramici. | |||
| Anii 1940 | Încep cercetările privind materialele magnetice oxidice (ferite) și materialele feroelectrice. | |||
| Anii 1950 | Se dezvoltă condensatori ceramici pe bază de titanat de bariu. | |||
| Anii ’60 | Se introduc izolatori din alumină pentru tensiuni de peste 220 kV și se dezvoltă aplicații pentru carburi și nitruri. Se inventează prima ceramică transparentă pe bază de ytriu. Se descoperă, de asemenea, bioglass. | |||
| Anii ’70 | Se dezvoltă zirconia parțial stabilizată. Sunt comercializate substraturi ceramice celulare de înaltă performanță pentru catalizatori și filtre de particule pentru motoare diesel. | |||
| Anii 1980 | Sunt dezvoltate supraconductoare ceramice de înaltă temperatură. | |||
| Anii 1990 | Sunt comercializate circuite ceramice multistrat (ceramică coafată la temperatură joasă). Se introduc ceramicele cu fuziune redusă pentru proteze dentare. Primele compozite de alumină ranforsată cu mustăți sunt fabricate prin presare la cald. Sunt dezvoltați granați policristalini de neodim-ytriu-aluminiu pentru laserele cu stare solidă. | |||
| Fârșitul anilor 1990 | Încep să prolifereze inițiativele de nanotehnologie la nivel mondial. | |||
| Fârșitul anilor 1990 | Se dezvoltă procedeul de turnare robotizată pentru imprimarea 3D a ceramicii. | |||
| Anii 2000 | Prin crearea unor materiale compozite pe bază de ZrB2/HfB2 care rezistă la temperaturi de până la 2.200°C, NASA reînvie interesul pentru dezvoltarea ceramicii pentru temperaturi ultraînalte (UHTC) pentru fabricarea de aeronave hipersonice și vehicule spațiale reutilizabile. | |||
| Anii 2010 | Se dezvoltă diverse procese pentru imprimarea 3D a ceramicii tehnice. În 2017 este creat primul os hiperelastic prin imprimare 3D. |
.