Seramik malzemeler metal ve metal dışı bileşenlerden elde edilen inorganik metalik olmayan malzemelerdir. Seramik malzemeler kristalin ya da kısmen kristal olabilirler. Bu malzemeler ısınma ve soğutma işlemleri ile şekil alırlar. Kil seramiğin ürüne dönüştürülmesinde kullanılan ilk malzemelerden birisidir. Fakat günümüzde pek çok farklı seramik malzeme endüstriyel ve yapısal ürün uygulamalarında kullanılmaktadır. Seramik malzemeler mukavim, sert, gevrek, kimyasal olarak inert (korozyona dayanım) elektrik ve ısıl özellikler bakımından yalıtkan davranış gösterme eğiliminde olsalar da özellikleri çok çeşitli bir alana yayılır. Örneğin izalatör seramikler elektrik direklerinde yalıtkan olarak kullanılırken bazı seramik bileşenler ise süper iletken davranış gösterirler.
Seramikler bir veya birden fazla metalin, metal olmayan element ile birleşmesi sonucu oluşan İNORGANİK bileşiklerdir. Genellikle kayaların dış etkiler altında parçalanması ile oluşan Kil, kaolen ve benzeri maddelerin yüksek sıcaklıkta pişirilmesi ile meydana gelirler. Bu açıdan halk arasında pişmiş toprak esaslı malzeme olarak bilinir. Örneğin, cam, tuğla, kiremit, taş, beton, aşındırıcı tozlar porselen ve refrakter malzemeler bu gruba girer. Kil belirli bir üretim sürecini geçirdikten sonra, sert ve deforme olmayan, bazı özel etkenler dışında hiçbir dış etkiden kolayca etkilenmeyen bir malzeme haline gelir. Seramik malzeme üretiminde, kil hamuruna belirli maddeler katarak, değişik şekillendirme yöntemleriyle, kullanılan hamurun bünyesine uygun bir pişirme ile, seramik malzemeye istenilen niteliği kazandırma imkanı vardır.
Bileşiminde değişik türde silikatler, alüminatlar, su ve bir miktar metal oksitler ile alkali ve toprak alkali bileşikler bulunan bir malzemedir. Bazı seramiklerde iyonsal, kısmen kovalent bağ bulunabilir. Bazıları amorf ,bazıları da kristal yapılıdırlar. Çok sert ve gevrektirler. Ergime sıcaklıkları yüksek (silis 1750ºC de alüminat 2050ºC de ergir), ısı ve elektriksel yönden yalıtkandırlar. Silise %6 alüminat katılırsa ergime sıcaklığı 1550ºC’e düşer. Demir oksit ve alkali bileşikler ergime sıcaklığını daha da azaltarak 900ºC’e kadar düşürebilir.
Seramik endüstrisinin en önemli özelliği birçok diğer temel taşlardan biri olmasıdır. Örneğin; refrakterler; metalürji endüstrisinin, aşındırıcılar; makine – takım ve otomobil endüstrisinin, uranyum oksit yakıtlar; nükleer güç santrallerinin en önemli bileşenlerinin birisidir.
Günümüzde seramik malzemelere ilginin artmasının başlıca nedenleri aşağıda belirtilmiştir;
1) Yüksek sıcaklık dayanımı
2) Kimyasal kararlılığın yüksek olması
3) Çok sert olmaları
4) Metallerden hafif olmaları
5) Hammadde olarak bol miktarda bulunması ve genellikle metallere kıyasla ucuz olmaları
6) Pahalı ve stratejik metallere ihtiyaç göstermemesi
7) Erozyon ve aşınmaya karşı dirençlerinin yüksek olması
8 ) Oksitlenmeye karşı dirençlerinin yüksek olması
9) Sürünme katsayısının düşük olması
10) Basma mukavemetinin yüksek olması.
Bütün bu üstün özelliklelerine rağmen, seramik malzemelerin en önemli istenmeyen özelliği gevrek karakterde olmalarıdır.
Bugün seramik, taşıdığı özellikleri ile elektronik sanayinde birçok diğer malzemelerin yerini almıştır. Seramik malzemeler dielektrik malzemelerin kapasitans değeri, diğerlerine oranla yaklaşık bir katıdır. Yine ferrit seramikler, manyetik özellikleri ile elektronik sanayinde büyük ölçüde kullanılmaktadır. Doğada bulunmayan bazı element bileşikleri, seramik sanayinde yapılabilmekte ve tungsten karbür gibi kesiciler, bor karbür gibi aşındırıcılar, titanatlar gibi kapasitörler kullanıma sunulmaktadır.
Seramik malzemeleri çok eski zamanlardan beri var olmalarına rağmen, bilimsel olarak araştırılmaları yakın zamanlarda yapılabilmiştir. Bu malzemelerin yapıları metallere oranla çok karışıktır.
Teknolojinin de ilerlemesi ile ancak içinde bulunduğumuz yüzyılın ikinci yarısından itibaren seramik alanında büyük gelişmeler olmuştur. Bu gelişmenin nedenleri şöyle sıralanabilir.
1. Hızla gelişmekte olan, elektronik, tıp, nükleer enerji ve uzay çalışmaları alanlarında seramik malzemelere duyulan gereksinimiz çok olması araştırmacıları zorlamıştır.
2. Son zamanlarda, seramik konusunda çalışma koşullan geliştirilmiş, araştırmalar artmış ve en önemlisi araştırma sonuçları yayınlanmıştır.
3. Çağdaş araştırma gereçleri seramik konusunda kullanılmaya başlamıştır. ( X ışınları, elektron mikroskobu, diferansiyel termik analiz, termal gravimetri gibi. )
4. Seramik malzemelerin birçok özelliklerinin standart ölçülere dayandırılarak üretilmesi zorunluluğu çalışmaları yoğunlaştırmıştır.
5. Jeoloji, mineraloji, kimya, fizik, fiziko – kimya, yüksek sıcaklık kimyası bilimleri ile seramik bilimindeki teoriler açıklanmıştır. Faz diyagramları ile oksitlerin ısıl davranışları belirlenmiştir.
Bütün bunlardan anlaşılacağı üzere, çok uzun geçmişine rağmen, seramiğin, dünyada ve özellikle ülkemizde, çok yeni bir bilim dalı olduğu söylenebilir. Bu bilim dalında gün geçtikçe çeşitli araştırmalar yapılmakta ve yapılan araştırmaların sonuçları insanlık hizmetine sunulmaktadır.