Appunti e esercizi di Scienza e tecnologia dei materiali ceramici - parte 1

Name: Appunti e esercizi di Scienza e tecnologia dei materiali ceramici - parte 1
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Author: manuelaci

Revisionato il 27/07/2026

di manuelaci

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Gli appunti riportano le spiegazioni del prof. in maniera impeccabile e sono integrati anche con le slides usate a lezione. Manca la prima parte del programma, in particolare gli appunti partono …

Esame Scienza e tecnologia dei materiali ceramici

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Guglielmi Massimo

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2019-2020

120 pagine

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Essiccazione di manufatti ceramici

Dopo il processo di formatura dei manufatti ceramici abbiamo il processo di essiccazione che è un processo più importante di quanto si pensi. Il processo di essiccazione si basa su un compromesso tra il tempo di essiccazione del processo a livello industriale, che deve essere breve, per una questione di costi e sul fatto che si vuole evitare la formazione di difetti che pregiudichino le proprietà meccaniche del pezzo oppure addirittura la rottura dello stesso.

Quali sono i problemi dell’essiccazione?

Il processo di essiccazione consiste nell’eliminare il liquido inserito nella miscela da formare e quindi si potrebbe pensare che il processo di essiccazione risulti più critico per i manufatti formati per colata a partire da sospensioni rispetto all’essiccazione di pezzi formati per pressatura. La criticità del processo di essiccazione è dovuta al fatto che questo si basa sulla riduzione del liquido nel pezzo e questa riduzione comporta anche una riduzione di volume che se non è uniforme genera delle tensioni interne al pezzo che possono provocare dei difetti e addirittura portarlo a rottura perché ricordiamo che il pezzo non ha ancora acquisito la sua resistenza meccanica finale, perché le forze che mantengono il pezzo sono momentanee, come forze capillari e forze di Van der Waals sono deboli e non paragonabili ai legami che otterremmo in seguito alla cottura. Il problema è che la riduzione del liquido non è mai uniforme e quindi la riduzione di volume sarà più spinta in alcuni punti piuttosto che in altri.

Velocità di essiccazione e quantità di liquido

Il seguente diagramma mostra la velocità di essiccazione in funzione della quantità di liquido nel solido ed è rappresentato in maniera leggermente differente dal diagramma che si legge da destra verso sinistra. A destra vediamo la quantità di liquido necessaria da eliminare in funzione della temperatura.

Il seguente diagramma mostra sia quanto visto nel precedente anche se in modo rovesciato, mostra infatti sempre la quantità di liquido e la velocità di essiccazione, ma a sinistra abbiamo il pezzo ricco di liquido. Inoltre il diagramma mostra la contrazione di volume del pezzo nel tempo.

Nella fascia A del grafico ho il pezzo ricco di liquido e appena inserito in forno, dove ho quindi un primo momento di stabilizzazione in cui il pezzo raggiunge la temperatura del forno, più precisamente si raggiunge la temperatura di bulbo bagnato sulla superficie del pezzo, data dal calore apportato dal forno meno quello perso per evaporazione che è un processo endotermico, si registra in un primo momento una velocità di essiccazione costante nel tempo poi la velocità cala più rapidamente prima in modo lineare e poi esponenziale. Quindi la velocità di rimozione del liquido è maggiore nella fase finale del processo di essiccazione. Contemporaneamente a ciò abbiamo la riduzione di volume del pezzo nel tempo, ma in realtà si nota dal grafico che la riduzione di volume.

Essiccazione di manufatti ceramici

Dopo il processo di formatura dei manufatti ceramici abbiamo il processo di essiccazione che è un processo più importante di quanto si pensi. Il processo di essiccazione si basa su un compromesso tra il tempo di essiccazione del processo a livello industriale, che deve essere breve, per una questione di costi e sul fatto che si vuole evitare la formazione di difetti che pregiudichino le proprietà meccaniche del pezzo oppure addirittura la rottura dello stesso.

Quali sono i problemi dell’essiccazione?

Il processo di essiccazione consiste nell’eliminare il liquido inserito nella miscela da formare e quindi si potrebbe pensare che il processo di essiccazione risulti più critico per i manufatti formati per colata a partire da sospensioni rispetto all’essiccazione di pezzi formati per pressatura. La criticità del processo di essiccazione è dovuta al fatto che questo si basa sulla riduzione del liquido nel pezzo e questa riduzione comporta anche una riduzione di volume che se non è uniforme genera delle tensioni al pezzo che possono provocare dei difetti e possono portarlo a rottura perché ricordiamo che il pezzo non ha ancora acquisito la sua resistenza meccanica finale, perché le forze che legano tali momenti sono deboli e non paragonabili ai legami che otterremo in seguito alla cottura. Il problema è che la riduzione di liquido non è mai uniforme e quindi la riduzione di volume sarà più spinta in alcuni punti piuttosto che in altri.

Diagramma della velocità di essiccazione

Il seguente diagramma mostra la velocità di essiccazione in funzione della quantità di liquido nel solido e che è il diagramma che si legge da destra verso sinistra. A destra nota che la velocità di essiccazione è inizialmente costante per una maggiore quantità di liquido nel solido e poi man mano che la quantità di liquido si riduce arriviamo ad una velocità di essiccazione maggiore che prima ha un andamento lineare e poi un andamento esponenziale. In realtà vediamo meglio

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