Традиционная керамика и стекло не являются ни металлами, ни пластмассами, ни деревом. В отличие от металлов, традиционная керамика и стекло не проводят электричество и обладают низкой пластичностью; в отличие от таких материалов, как пластмасса и дерево, традиционная керамика и стекло не являются органическими веществами, имеют низкую эластичность и не горят. Основные химические элементы, содержащиеся в традиционной керамике и стекле, — это кремний и кислород, и они относятся к силикатным изделиям. Они не только имеют схожий химический состав, но и обладают многими общими свойствами и характеристиками. Помимо вышеуказанных особенностей, они также не растворяются в воде, обладают высокой термостойкостью, имеют твёрдую структуру и легко разбиваются. Похоже, керамика и стекло действительно "родственники"!
Несмотря на многие сходства, керамика и стекло имеют много различий, и их внешний вид сильно отличается. Керамика непрозрачна, а стекло прозрачно и блестяще. Даже если говорить только о керамике, она представляет собой совокупность различных керамических изделий и фарфора, которые появились в разное время, имеют разный внешний вид и свойства.
Среди всех силикатных изделий самым первым появилась керамика. Ещё в 8000–2000 гг. до н. э. (эпоха неолита) китайцы изобрели и изготавливали различные виды керамики, используя самый распространённый материал — глину. Влажная глина обладает эластичностью и пластичностью, её можно сформовать в определённую форму (например, в глиняную заготовку), а после высыхания — вырезать и отполировать. Если высушенную глиняную заготовку обжечь при температуре 800 °C, она превратится в керамику. Этот вид материала, полученный путём подготовки сырья, формовки, обжига и полировки, в науке называют традиционной керамикой.
Отличие керамики от фарфора заключается в разнице сырья и температуры обжига. Для изготовления белого фарфора необходимо использовать более качественное сырье, например, каолин, а также повысить температуру обжига по сравнению с керамикой. Температура обжига керамики составляет 800–1000 °C, в то время как для фарфора она обычно составляет 1200–1400 °C.
Из-за различий в сырье и температуре обжига структура керамики является относительно рыхлой, с некоторой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью, в то время как структура фарфора более плотная, его поверхность более гладкая и твёрдая, он не пропускает воду и газы, а также обладает высокой термостойкостью и коррозионной стойкостью. Конечно, сегодня существует множество разновидностей керамических и фарфоровых изделий, и их химический состав, способ изготовления, температура обжига и качество часто схожи друг с другом, а некоторые новые продукты настолько похожи на керамику и фарфор, что их часто объединяют под общим названием "керамика".
По сравнению с керамикой, стекло появилось гораздо позже, а массовое производство стеклянных изделий — ещё позже. Современное обычное стекло изготавливают из смеси более чистого кварцевого песка, кальцинированной соды, полевого шпата и известняка. Для изготовления стекла не требуется такая форма, как глиняная заготовка, достаточно просто нагреть сырье до 1300–1600 °C, и оно превратится в вязкую жидкость. Затем с помощью механической обработки можно получить листовое стекло или стеклянные трубки, а также путём выдувания, вытягивания, изгиба и прессования — стеклянные бутылки, художественные изделия из стекла и т. д. После изготовления стеклянные изделия можно обрабатывать дальше, например, в школьном химическом классе можно с помощью газовой горелки и пинцета нагреть стеклянную трубку до мягкого состояния и сформовать её в пробирку, ампулу или изогнутый соединительный трубопровод. Такой процесс производства совершенно невозможен для керамических или фарфоровых изделий.
Итак, основные отличия стекла и керамики заключаются в следующем: выбор сырья разный; химический состав разный; стекло при нагревании плавится и является аморфным веществом, в то время как керамика имеет кристаллическую структуру; процесс изготовления разный.