Lavorazione di materiali ceramici

e ceramiche industriali possiedono una serie di proprietà superiori, come la resistenza alle alte temperature, alla corrosione, all'usura e all'erosione. Possono sostituire i materiali metallici e i polimeri organici in ambienti di lavoro difficili e sono diventati indispensabili nelle trasformazioni industriali tradizionali, nelle industrie emergenti e nei settori ad alta tecnologia. Hanno ampie prospettive di applicazione nei settori energetico, aerospaziale, dei macchinari, automobilistico, elettronico e chimico. Le ceramiche industriali più comuni sono quelle a base di allumina (Al2O3), zirconia (ZrO2), nitruro di alluminio (AlN), nitruro di silicio (Si3N4) e carburo di silicio (SiC).

Diversi materiali ceramici per la lavorazione

Materiale	Introduzione	Immagine
Al2O3	L'ossido di alluminio è una ceramica bianca o beige che sfrutta le sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico. Fin dalla sua prima applicazione in vari componenti elettronici, è stato ampiamente utilizzato ed è il materiale più economico nella ceramica di precisione. È ampiamente utilizzato in settori quali le sigillature elettroniche, i componenti strutturali e le parti resistenti al calore e alla corrosione. L'allumina ad alta purezza ha una maggiore resistenza meccanica e un'eccellente resistenza alla corrosione e può produrre componenti di grandi dimensioni. Inoltre, grazie alla sua eccellente resistenza al plasma, è ampiamente utilizzata nell'industria dei semiconduttori, come le apparecchiature CVD, le apparecchiature di incisione e altri componenti.
ZrO2	La zirconia è un materiale con elevata resistenza meccanica e tenacità alla frattura a temperatura ambiente. Il suo coefficiente di espansione termica è simile a quello dei metalli ed è adatto all'incollaggio con materiali metallici. L'ossido di zirconio ha grani relativamente fini, che consentono di ottenere una lavorazione ad alta rugosità. Ha anche un'eccellente biocompatibilità ed è ampiamente utilizzata nell'industria biomedica. Le ceramiche di zirconio si dividono principalmente in zirconia stabilizzata con ittrio, zirconia stabilizzata con magnesio e zirconia stabilizzata con cerio in base allo stabilizzatore aggiunto. La zirconia stabilizzata al magnesio mantiene buone proprietà meccaniche a temperature più elevate (600 ℃).
AIN	Le ceramiche al nitruro di alluminio hanno un'eccellente conducibilità termica e resistenza agli shock termici, oltre a buone proprietà isolanti. Grazie alla sinterizzazione in fase liquida e all'assenza di seconde fasi ai confini dei grani, la struttura cristallina è molto densa e presenta una buona resistenza alla corrosione da plasma. Ampiamente utilizzati come parti di ricambio per substrati e apparecchiature per la produzione di semiconduttori.
Si3N4	Il nitruro di silicio è una ceramica grigia con un'elevata tenacità alla frattura, un'eccellente resistenza agli shock termici e una permeabilità relativamente difficile ai metalli fusi. Sfruttando queste caratteristiche, possono essere applicati a componenti di motori a combustione interna, come parti di motori automobilistici, ugelli di soffianti per saldatrici e, in particolare, a componenti che devono essere utilizzati in ambienti difficili come il surriscaldamento. Grazie all'elevata resistenza all'usura e alla forza meccanica, le sue applicazioni nei rulli dei cuscinetti, nei cuscinetti per alberi e nei pezzi di ricambio delle apparecchiature per la produzione di semiconduttori sono in continua espansione.
SiC	Il carburo di silicio è un tipo di ceramica nera che presenta una minore riduzione della resistenza meccanica e una maggiore resistenza alla corrosione rispetto ad altre ceramiche di precisione in ambienti ad alta temperatura (1000 gradi). Grazie ai suoi forti legami covalenti, presenta la durezza più elevata e un'eccellente resistenza alla corrosione tra le varie ceramiche di precisione. Ha anche buone proprietà di scorrimento nei liquidi. Grazie a queste caratteristiche, è ampiamente utilizzato nelle tenute meccaniche, nei prodotti chimici, nei cuscinetti e in altri settori. Grazie alla sua sinterizzazione densa, è possibile eseguire lavorazioni a specchio, con una resistenza alle alte temperature che supera i 1400 gradi, resistenza agli shock termici, eccellente stabilità chimica, elevata conducibilità termica. Il carburo di silicio di elevata purezza è spesso utilizzato come componente nelle apparecchiature per la produzione di semiconduttori.

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Diversi materiali ceramici per la lavorazione

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