Lavorazione di materiali ceramici

Le ceramiche industriali possiedono una serie di proprietà superiori, come la resistenza alle alte temperature, alla corrosione, all'usura e all'erosione. Possono sostituire materiali metallici e polimeri organici in ambienti di lavoro difficili e sono diventate indispensabili nella trasformazione industriale tradizionale, nei settori emergenti e nei settori high-tech. Hanno ampie prospettive di applicazione nei settori energetico, aerospaziale, meccanico, automobilistico, elettronico e chimico. Le ceramiche industriali più comuni includono ceramiche di allumina (Al2O3), ceramiche di zirconia (ZrO2), ceramiche di nitruro di alluminio (AlN), ceramiche di nitruro di silicio (Si3N4) e ceramiche di carburo di silicio (SiC).

Diversi materiali ceramici per la lavorazione

Materiali	Introduzione	Immagine
Al2O3	L'ossido di alluminio è una ceramica bianca o beige che sfrutta le sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico. Fin dalle sue prime applicazioni in vari componenti elettronici, è stato ampiamente utilizzato ed è il materiale più economico nelle ceramiche di precisione. Ampiamente utilizzato in settori come la sigillatura elettronica, i componenti strutturali e i componenti 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 utilizzato nell'industria dei semiconduttori, come apparecchiature CVD, 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 dilatazione termica è simile a quello dei metalli ed è adatto all'incollaggio con materiali metallici. La zirconia presenta grani relativamente fini, che consentono lavorazioni con elevata rugosità. Presenta inoltre un'eccellente biocompatibilità ed è ampiamente utilizzata nel settore biomedico. Le ceramiche in zirconia si dividono principalmente in zirconia stabilizzata con ittrio, zirconia stabilizzata con magnesio e zirconia stabilizzata con cerio, in base allo stabilizzante aggiunto. La zirconia stabilizzata con magnesio mantiene buone proprietà meccaniche anche a temperature più elevate (600 °C).
AIN	Le ceramiche al nitruro di alluminio presentano un'eccellente conduttività termica e resistenza agli shock termici, oltre a buone proprietà isolanti. Grazie alla sinterizzazione in fase liquida e all'assenza di seconde fasi ai bordi dei grani, la struttura cristallina è molto densa e presenta una buona resistenza alla corrosione da plasma. Ampiamente utilizzate come pezzi di ricambio per substrati e apparecchiature per la produzione di semiconduttori.
Si3N4	Il nitruro di silicio è una ceramica grigia con elevata tenacità alla frattura, eccellente resistenza agli shock termici e permeabilità relativamente difficile ai metalli fusi. Sfruttando queste caratteristiche, possono essere applicati ai componenti dei motori a combustione interna, come parti di motori per automobili, ugelli dei cannelli delle saldatrici e, in particolare, ai componenti che devono essere utilizzati in ambienti difficili, ad esempio in caso di surriscaldamento. Grazie alla sua elevata resistenza all'usura e alla sua resistenza meccanica, le sue applicazioni nei rulli dei cuscinetti, nei cuscinetti degli 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 perdita di 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 più elevata durezza e un'eccellente resistenza alla corrosione tra le varie ceramiche di precisione. Presenta inoltre buone proprietà di scorrimento nei liquidi. Grazie a queste caratteristiche, è ampiamente utilizzato in tenute meccaniche, prodotti chimici, cuscinetti e altri settori. Grazie alla sua densa sinterizzazione, è possibile realizzare specchi con resistenza alle alte temperature (oltre 1400 gradi), resistenza agli shock termici, eccellente stabilità chimica ed elevata conduttività termica. Il suo carburo di silicio ad alta 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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