Термин «керамика» используется для обозначения широкого-класса неорганических неметаллических соединений, которые преобретают кристаллическую структуру в процессе обжига. Вследствие лучшей механической прочности, особенно при повышенных температурах, лучших электрических свойств, а также благодаря возможности изготовления деталей в точном соответствии с необходимыми размерами керамики обладают преимуществами перед стеклом при их использовании в качестве изоляторов.

Так же, как и стекла, керамики химически неактивны и имеют низкое давление паров. Успехи в современной технологии позволили обеспечить относительно дешевое производство керамик с требуемыми свойствами, так что в настоящее время керамические материалы широко используются в вакуумных системах и приборах.

Керамические материалы можно разделить на три основные группы: силикатные, оксидные и специальные керамики на основе нитридов, боридов и карбидов. Керамические материалы последней группы разработаны для использования в устройствах космической техники, эксплуатирующихся в условиях высоких температур. Однако эти материалы до сих пор не находят широкого применения в вакуумной технике.

Чисто оксидная керамика представляет собой однофазное кристаллическое соединение, но большинство керамических материалов состоят из нескольких фаз, включая стекловидную, которая выполняет роль связующего.

Поскольку керамика образуется в процессе спекания, любые керамические материалы более или менее пористы. Так, 10%-ный объем пор является для керамики обычным явлением; при этом стекловидная фаза закрывает поры и, таким образом, уменьшает газопроницаемость керамики. Силикатные керамики обычно содержат значительное количество стекловидной фазы (вплоть до 70% в фарфоре). Содержание стекловидной фазы оказывает значительное влияние на свойства керамики, в первую очередь на механическую прочность и электрические свойства. Свойства керамических материалов зависят и от технологии производства, определяющей микроструктуру получаемой керамики.

Оксидную керамику обычно изготовляют из сырья, получаемого химическими методами, тогда как силикаты производят из природных материалов (последние могут подвергаться предварительной очистке с помощью различных методов). В связи с этим силикатные керамики характеризуются широким разнообразием их свойств; даже при одном и том же химическом составе свойства керамики зависят от источника сырья.

Поскольку в вакуумной технике требуются высококачественные материалы с заданными и воспроизводимыми свойствами, обычно для вакуумных устройств предпочитают оксидную керамику. Тем не менее некоторые характеристики силикатной керамики, например высокая диэлектрическая постоянная, делают ее незаменимой в некоторых случаях. Кроме того, производство силикатных керамик несложно, вследствие чего они обычно дешевле других керамических материалов.

Способы изготовления керамик разных типов несколько различаются. Тем не менее основные стадии процесса изготовления являются общими для большинства керамических материалов. Сначала измельчают шихту до очень тонкого размола, затем добавляют воду или специальные органические пластификаторы и связующие для придания смеси пластичности. Полученную пластическую массу обрабатывают в вакуум-прессах для удаления включений воздуха, после чего получают гомогенную массу, которую подвергают формовке, прессованию или экструдированию. Полученные заготовки сначала сушат на воздухе, а затем обжигают в высокотемпературной печи до конечного твердого состояния. При изготовлении заготовок необходимо учитывать их усадку в процессе спекания1'. В некоторых случаях после высушивания заготовок на воздухе или в специальных обогреваемых камерах их можно подвергать обработке резанием перед окончательным обжигом.