19.1 KB · ⇊ 6 parts · ⤓ Micron 19.1 KB · ⤓ HTML 29.8 KB

top

Il mwawmateriale ceramico è generalmente un mwbacomposto inorganico a stato mwbqsolido, creato con mwbgimpasto ceramico e prodotto da mwbwcottura, adoperato per vari utilizzi.

• Generalità

• Struttura e proprietà

• Applicazioni industriali ed utilizzo

• Utilizzo nell'edilizia

• Tipi

• Ciclo di fabbricazione

• Galleria d'immagini

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Vengono classificati in due grandi gruppi:

• materiali ceramici mwdqtradizionali;

• materiali ceramici mwdwavanzati.

I tradizionali sono materiali ceramici a base di mweqargilla, mwegsilicati, generalmente sotto forma di sabbia di mwewquarzo e mwfafeldspati, mwfqalluminosilicati che possono contenere mwfgSodio (Na), mwfwPotassio (K), o mwgaCalcio (Ca). Sono poco resistenti e facilmente formati prima della cottura. Gli avanzati sono costituiti da composti puri o quasi puri, ottenuti per mwgqsintesi chimica. Presentano meno impurità e hanno proprietà superiori rispetto ai materiali ceramici tradizionali come l'elevata resistenza alle alte temperature e alla mwggcorrosione.

La struttura della mwhqcella elementare, a causa della presenza di due o più elementi legati da mwhglegami covalenti o da mwhwlegami ionici, dipende dal rapporto tra i mwiaraggi ionici degli elementi costituenti; ad esempio nel mwiqcloruro di sodio le dimensioni delle due specie chimiche mwigsodio e mwiwcloro che costituiscono la mwjastruttura cristallina, non sono quelle atomiche ma quelle ioniche. Infatti nel legame il cloro acquista un mwjqelettrone che viene ceduto dal sodio. Lo ione cloro ha un raggio ionico maggiore del suo mwjgraggio atomico e lo ione sodio ha un raggio ionico minore del suo raggio atomico. Questo stesso aspetto è in parte presente anche nei ceramici con molecole covalenti che presentano uno spostamento della mwjwnuvola elettronica verso l'elemento più mwkaelettronegativo, generando così una zona con carica negativa e una con carica positiva.

I materiali ceramici possono essere rappresentati secondo la formula generale mwkg A m X n {\displaystyle A_{m}X_{n}} , in cui A è l'elemento metallico, X è l'elemento non metallico, m e n sono mwkwnumeri interi.

Nel caso più semplice si ha m=n=1 e la formula generale si riduce a AX; in questo caso particolare le differenze tra i cristalli sono dovute ai differenti rapporti tra i raggi ionici degli elementi costituenti. Se le dimensioni ioniche sono simili, la struttura cristallina più stabile è del tipo mwlqcubico semplice; se invece il rapporto tra i raggi ionici degli elementi costituenti il reticolo si scosta molto dall'unità, la struttura cristallina più stabile è del tipo cubico a facce centrate.

I ceramici posseggono moduli elastici generalmente più grandi rispetto a quelli dei metalli per la maggiore rigidezza dei legami ionici o covalenti presenti; inoltre, hanno una bassa massa volumica poiché sono costituiti da atomi leggeri con una struttura solida spesso poco impaccata, di conseguenza i loro moduli specifici sono elevati.

I prodotti a base di mwmqargilla vengono utilizzati soprattutto in mwmgedilizia come le mwmwterrecotte, ma possono trovare largo impiego anche nei prodotti mwnaindustriali: sanitari per il bagno. mwnqprotesi mwngdentarie, stoviglie, materiali ceramici refrattari per applicazioni con funzionamento ad alta temperatura, abrasivi, lame, membrane a mwnwosmosi inversa, ecc. I materiali ceramici avanzati invece sono particolarmente adatti in ambienti corrosivi e trovano grande utilizzo in campo mwoaautomobilistico, mwoqaerospaziali e mwogaeronautico, come mwowturbine a gas, barriere termiche, anelli di tenuta, ecc.

In edilizia indica una gamma di prodotti ottenuti per cottura ad elevata mwpwtemperatura di masse plastiche minerali costituite fondamentalmente da impasti di mwqaargilla, mwqqacqua ed eventuali additivi.

I materiali ceramici per edilizia si distinguono in:

• mwrgmateriali a pasta porosa non vetrinati: rappresentati dai mwrwlaterizi e dalle mwsaterrecotte;

• mwsgmateriali a pasta porosa vetrinati: rappresentati dalle mwswmaioliche e dalle terraglie;

• mwtgmateriali a pasta compatta: costituiti dal mwtwgres e dalle mwuaporcellane.

I prodotti ceramici possono assumere aspetto e caratteristiche diversi a seconda:

• della qualità delle mwvaargille;

• della presenza di additivi nell'impasto;

• della mwvwtemperatura e della modalità di cottura;

• degli eventuali trattamenti superficiali.

I prodotti ceramici a pasta porosa sono quelli che acquisiscono una mwwwporosità più o meno accentuata, in relazione al tipo di mwxacottura e al contenuto dell'impasto. Sono prodotti ceramici a pasta porosa: monoporosa, bicottura rapida, bicottura tradizionale, laterizi.

I prodotti ceramici a pasta compatta sono quelli che presentano bassissima mwxwporosità e buone doti di mwyaimpermeabilità per effetto della saldatura delle particelle, ottenuta elevando la mwyqtemperatura di mwygcottura al punto di greificazione. Sono prodotti ceramici a pasta compatta:

• grès rosso

• mwaaclinker

• mwaggrès porcellanato

• mwbaporcellane

• monocottura.

L'mwcgargilla viene prelevata da giacimenti superficiali (mwcwcave) o poco profondi, per mezzo di mwdapale caricatrici, mwdqruspe autocaricanti, ecc. e lasciata a lungo esposta agli agenti atmosferici in modo da favorirne la disgregazione, migliorarne l'omogeneizzazione, aumentarne la finezza e la mwdgplasticità.

La preparazione dell'mweqargilla consiste nel trasformarla in un impasto omogeneo ed opportunamente dosato, allontanando le impurità indesiderate, mediante speciali macchine completamente meccanizzate e collegate tra loro con mwewnastri trasportatori.

Con la foggiatura o formatura si riduce il materiale grezzo nella forma desiderata, prima di consolidarlo definitivamente (e in modo irreversibile) con le lavorazioni successive. I principali sistemi di foggiatura sono l'mwfgestrusione, la mwfwpressatura e il mwgacolaggio.

Nell'estrusione (o trafilatura), l'impasto di mwgwargilla, contenente una percentuale d'mwhaacqua tra il 15 e il 20mwhq%, viene compresso attraverso un'apertura a profilo prestabilito, detta mwhgfiliera, ottenendo un mwhwfilone di mwiaargilla della stessa sezione del manufatto da produrre. Il filone viene quindi tagliato in pezzi della lunghezza voluta da una mwiqtagliatrice a coltelli o a mwigfilo di acciaio. Si producono in questo modo la maggior parte dei mwiwmattoni pieni, i mattoni semipieni e forati, i blocchi forati per mwjasolai, le tavelle e i tavelloni.

Nella pressatura in stampi, l'impasto argilloso (con contenuto d'mwkaacqua del 5÷7mwkq%) viene costipato da particolari mwkgpresse entro apposite forme, esercitando pressioni in grado di compattare il materiale, espellendo l'aria dalla massa e deformandone i grani. Questa è la lavorazione tipica delle mwkwpiastrelle, ma viene anche utilizzata per le mwlategole che però abitualmente sono estruse.

Il colaggio in stampi è impiegato per produrre ceramici di forma irregolare e molto complessa, come gli apparecchi igienico-sanitari.

Per evitare fessurazioni e deformazioni per effetto della rapida evaporazione durante la cottura, prima di essere messi nel forno gli elementi vengono essiccati, in modo da ridurre al minimo la quantità di mwmqacqua contenuta. A seconda del materiale da trattare si utilizzano essiccatoi statici (mwmga camere), continui (mwmwa tunnel), oppure di tipo "rapido" (mwnaa rulli).

Durante la cottura, in genere eseguita in forni a tunnel, l'mwnwargilla perde la sua plasticità e subisce profonde trasformazioni fisico-chimiche, attraverso le quali raggiunge le sue caratteristiche finali. La mwoatemperatura di cottura varia, a seconda dei prodotti, da 900 a 1050mwoq °C per i laterizi, e da 950 a 1400mwog °C per tutti gli altri prodotti ceramici. I laterizi e le piastrelle non smaltate, che richiedono una sola cottura, concludono qui il loro ciclo di produzione. I prodotti smaltati possono invece essere fabbricati con due processi tecnologici diversi: mwowbicottura e mwpamonocottura.

La bicottura, di cui la cottura sopra descritta costituisce la prima fase, detta mwpwcottura del supporto (mwqabiscotto), è seguita dalla smaltatura e da un'ulteriore cottura che serve a fondere e fissare lo smalto o la vetrina al supporto.

Nella monocottura (che dà il nome anche ai prodotti) la smaltatura avviene sul supporto essiccato. Segue un'unica cottura che produce contemporaneamente la trasformazione fisico-chimica del supporto e la fusione e il fissaggio dello smalto o della vetrina.

La smaltatura e la cottura del pezzo già cotto, viene chiamata bicottura, mentre monocottura se viene cotto una sola volta; il materiale che viene applicato sulla superficie, prende il nome generico di mwrqsmalto, se è opaca, e di mwrgvetrina o "cristallina", se è trasparente. L'operazione viene effettuata con macchine completamente automatizzate o a mano per prodotti più pregiati.

La cottura dello smalto avviene in forni che portano alla fusione dello strato di rivestimento (e anche del supporto quando si tratta di monocottura), provocando la completa adesione dello smalto o della vetrina al supporto.

Alla fine del processo di lavorazione, i prodotti ceramici (soprattutto le piastrelle e gli apparecchi sanitari) vengono selezionati e suddivisi in varie scelte, in base alla presenza o meno di determinati difetti.

• mw0wCeramica

• mw1qLaterizio

• mw1wImpasto ceramico

• mw2qMateriale da costruzione

• mw2wPorcellana

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul materiale ceramico

• mw4a(EN) IUPAC Gold Book, "ceramic", su goldbook.iupac.org.