Ceramica
Il termine ceramica raggruppa una grande quantità di composti inorganici, per lo più ossidi o carburi di metalli o semimetalli (semiconduttori). Le loro proprietà non hanno nulla a che vedere con le proprietà dei metalli originali. Le ceramiche presentano in particolare la proprietà di non essere fusibili (bensì solitamente resistenti a temperature molto elevate) e di essere ottimi isolanti. Il termine ceramica comprende storicamente minerali argillosi malleabili e solidificabili per combustione. Nel caso di tali ceramiche storiche si tratta principalmente di
- Argilla:
a base di silicati di alluminio. L'argilla viene da sempre utilizzata per produrre una grande varietà di utensili: recipienti, stoviglie, materiali da costruzione (mattoni), forni ( per la resistenza alle temperature elevate). - Porcellana:
se l'argilla contiene caolino, può essere usata per produrre porcellana. Il caolino è un prodotto di disgregazione del feldspato e contiene minerali in diverse composizioni, a seconda del tipo di deposito.
Ceramica tecnica: le ceramiche rivestono una grande importanza nella tecnologia, grazie alla loro elevata durezza nei materiali di molatura e lucidatura e negli utensili da taglio per materiali duri. Si tratta in particolare di minerali:
- Ossido di alluminio Al2O3 (corindone) per abrasivi
- Biossido di zirconio ZnO2 : per abrasivi ad alte prestazioni
- Carburo di silicio (SiC) per abrasivi ad alte prestazioni
Il secondo importante campo di applicazione della ceramica tecnica è rappresentato dai pezzi stampati con le seguenti caratteristiche:
- resistenza alla temperatura
- scarsa dilatazione termica
- elevato effetto isolante
- grande durezza
- elevata resistenza chimica
- attrito e abrasione limitati
- Oltre a queste eccezionali proprietà, tutte le ceramiche presentano anche la caratteristica di essere fragili e di rompersi facilmente sotto carichi di flessione e tensione.
I pezzi stampati sono prodotti per sinterizzazione e di recente anche per stampaggio ad iniezione e successiva sinterizzazione. Un processo di crescente importanza è il rivestimento ceramico con processi CVD e PACVD in plasma a bassa pressione. Tra le ceramiche tecniche sono di particolare rilievo:
- Ossido di berillio (BeO) per pezzi stampati con la massima resistenza alle temperature (calderoni, forni)
- Carburo di silicio (SiC) come materiale di supporto. Per i requisiti più elevati esiste il carburo di silicio rinforzato con fibre di carbonio.
- Carburo di boro e nitruro di boro: estrema durezza (simile al diamante)
- Biossido di zirconio (ZnO2): per impianti ad uso medicale
Gli strati di carburo di silicio e di carburo di boro possono essere prodotti a base di CVD e PACVD.
