La ceramica industriale, un materiale da non sottovalutare
La ceramica industriale, un materiale da non sottovalutare
La ceramica è solitamente composta da materiali comunemente disponibili, come carbonio, silicio, ossigeno e azoto. Dopo essersi consolidati ad alta temperatura e alta pressione, possono formare materiali ceramici e possono essere utilizzati in vari prodotti domestici. La ceramica industriale (nota anche come ceramica tecnica o ceramica ad alte prestazioni) solitamente contiene composti più complessi, tra cui allumina, carburi, nitruri, boruri, zirconio, ecc. La ceramica industriale può ottenere determinate caratteristiche tecniche o combinazioni specifiche di diverse caratteristiche in diverse formulazioni o processi , sostituendo così spesso metalli, polimeri e materiali refrattari in varie applicazioni.
Le eccellenti proprietà ingegneristiche disponibili per la ceramica industriale includono principalmente:
Elevata durezza e rigidità
Una delle caratteristiche più comuni della ceramica industriale è la sua durezza e rigidità estremamente elevate, alcune delle quali sono più di 4 volte quelle dell'acciaio inossidabile. Una durezza così elevata si traduce direttamente in un'eccellente resistenza all'usura, il che significa che possono avere la capacità di mantenere un trattamento superficiale accurato e ad alta tolleranza per un periodo di tempo più lungo rispetto a qualsiasi altro materiale.
Bassa densità
Un'altra caratteristica comune delle ceramiche industriali è la bassa densità, che varia da 2 a 6 g/cc. È molto più leggero dell'acciaio inossidabile (8 g/cc) e del titanio (4,5 g/cc), solo l'alluminio più morbido ha una densità simile. Ciò significa che i prodotti possono essere resi più leggeri, il che è fondamentale per molti prodotti, come quello aerospaziale.
Resistenza alle temperature ultra elevate
Alcune ceramiche possono funzionare normalmente a temperature superiori a 1750°C, il che le rende materiali a temperature ultra elevate. I fatti hanno dimostrato che queste ceramiche hanno un valore inestimabile nelle applicazioni ad alta temperatura come motori, turbine e cuscinetti. Possono prolungare la durata, migliorare le prestazioni e l'efficienza.
Ottime prestazioni elettriche
Le ceramiche industriali sono spesso ottimi isolanti elettrici (elevata rigidità dielettrica). In ambienti ad alta temperatura, le proprietà meccaniche e termiche di altri materiali tendono a diminuire, ma la ceramica industriale può continuare a mantenere proprietà stabili. Alcune ceramiche hanno una bassa perdita elettrica e un'elevata costante dielettrica, che sono comunemente utilizzate in applicazioni elettroniche come condensatori e risonatori. Inoltre, la capacità di combinare la ceramica come isolante con componenti strutturali ha portato molte innovazioni di prodotto.
Diversa conducibilità termica
La conduttività termica dei diversi tipi di materiali ceramici industriali varia notevolmente. Alcune ceramiche (incluso il nitruro di alluminio) hanno un'elevata conduttività termica e sono comunemente utilizzate come radiatori o scambiatori di calore in molte applicazioni elettriche. Alcune ceramiche hanno una conduttività termica molto più bassa, quindi è possibile selezionare materiali ceramici industriali adatti in base alle esigenze effettive, avendo così un'ampia gamma di scenari applicativi.
Resistenza alla compressione molto elevata
La ceramica industriale ha un'elevata resistenza, ma solo se compressa. Ad esempio, molte ceramiche industriali possono sopportare carichi estremamente elevati da 1.000 a 4.000 MPa. Al contrario, il titanio è considerato un metallo molto resistente e la sua resistenza alla compressione è di soli 1000 MPa.
Inerzia chimica e resistenza alla corrosione
Le ceramiche industriali sono molto stabili nelle proprietà chimiche e hanno una bassa solubilità chimica, quindi sono altamente resistenti alla corrosione, cosa che non può essere ottenuta dai materiali metallici e polimerici. Ciò rende la ceramica una scelta interessante in molte applicazioni commerciali e industriali, soprattutto quando è ancora richiesta la resistenza all’usura.
Inoltre, la ceramica industriale può avere anche caratteristiche importanti comebiocompatibilità, compatibilità alimentare, bassa dilatazione termica, ecc. Queste caratteristiche specifiche possono essere sviluppate, ottimizzate e abbinate in base ai requisiti, possono anche combinare attributi diversi, possono essere utilizzate anche per progettare componenti avanzati, eseguire le attività richieste con precisione ottimale e possono presentare vantaggi rispetto ad altri materiali della concorrenza (come metallo o plastica) nei corrispondenti campi di applicazione.
