Che cos'è una ceramica tecnica?
Una ceramica tecnica è qualsiasi composto ceramico sviluppato per presentare caratteristiche molto specifiche per soddisfare le esigenze uniche di applicazioni impegnative. Questi includono materiali ceramici utilizzati in applicazioni meccaniche aeronautiche, biomediche e ad alte prestazioni. Le caratteristiche speciali comunemente riscontrate includono alti livelli di resistenza a temperature estreme e abrasioni ottenute dall'aggiunta di ossidi e nonoxidi come allumina, ceria e boruro a basi ceramiche convenzionali. In alcuni casi, i compositi ceramici e i compositi rinforzati con fibre possono anche essere usati come composti ceramici tecnici. I materiali ceramici tecnici possono essere utilizzati per produrre getti solidi monopezzo o possono essere applicati a prodotti esistenti come rivestimento ad alte prestazioni.
La ceramica è uno dei materiali artificiali più antichi, con oggetti in ceramica risalenti a 27.000 anni fa, che danno un'idea della longevità dell'associazione dell'uomo con il materiale. In sostanza, le ceramiche sono composti inorganici di natura cristallina o amorfa formati dall'esposizione di materie prime a calore estremo seguito da un processo di raffreddamento naturale e non forzato. Sebbene le ceramiche si trovino in una miriade di forme che vanno dalle tazze di caffè alle piastrelle per pavimenti, ci sono quattro classificazioni ampiamente accettate del materiale. Si tratta di ceramiche strutturali come tubi e piastrelle, ceramiche refrattarie tra cui rivestimenti di forni, articoli bianchi come stoviglie e ceramiche tecniche ad alte prestazioni.
Di questi gruppi, le ceramiche tecniche sono le più sofisticate e utilizzate nelle applicazioni più esigenti. Le applicazioni includono piastrelle di protezione per il rientro dello space shuttle, coni di punta di missili balistici e rivestimenti di pale di turbina in motori a reazione. Cuscinetti ad alte prestazioni, bruciatori a gas e alcuni inserti per giubbotti antiproiettile sono anch'essi realizzati in ceramica tecnica. Gli impianti biomedici come i ponti dentali sono un'altra destinazione comune per queste ceramiche ad alta tecnologia. Queste applicazioni altamente tassative richiedono che i composti ceramici possiedano livelli estremi di integrità meccanica pur rimanendo sterili e strutturalmente stabili.
La maggior parte dei composti ceramici tecnici inizia come basi ceramiche convenzionali e sono impregnati delle loro eventuali caratteristiche specialistiche attraverso l'aggiunta di altri elementi. Questi includono ossidi come allumina, zirconia e ceria o nonoxidi tra cui carburo, boruro e nitruro. I materiali ceramici tecnici possono anche essere creati formando compositi di ceramiche convenzionali con rinforzo in particelle o fibre. Questi additivi ed elementi compositi creano effettivamente gruppi specifici di strutture ceramiche cristalline nel materiale di base che conferiscono ai prodotti finali le loro eccezionali prestazioni. Gli articoli che richiedono le caratteristiche uniche della ceramica tecnica possono essere realizzati come getti solidi o rivestiti con uno strato di materiale ceramico.