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.

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