Appunti materiali ceramici

I materiali ceramici

Definizione

I ceramici sono composti formati da elementi metallici e non metallici, costituiti principalmente da ossidi, nitruri e carburi. La maggior parte dei materiali che rientrano in questa classificazione sono costituiti da silicio e vetro.

• Abrasivi
• Piezoelettrici
• Rivestimenti refrattari e termici
• Rivestimenti filo e compositi
• Colorazioni
• Applicazioni speciali
• Piastrelle
• Sanitari
• Stoviglie
• Laterizi
• Refrattari
• Vetri
• Cementi

Principali proprietà meccaniche

Fragilità

• Frattura fragile
• Frattura intermedia
• Frattura duttile

La fragilità tipica è dovuta alla presenza di legami ionici e covalenti che offrono stabilità agli atomi. La fragilità viene influenzata dalla presenza di difetti nel materiale.

E = modulo di Young

η = essere eccessivamente deformabili per esercizi di frattura.

σ = stress critico

Definizione delle ceramiche

Le ceramiche sono composti formati da elementi metallici e non metallici e sono composti indefiniti perché costituiti da solidi atomici e non di molecole con legami chimici.

Tipologie di ceramiche

Avanzati

• Bio-ceramiche
• Resistenza chimica e termica
• Polimeri per restauro
• Colorazioni
• Applicazioni speciali

Tradizionali

• Pirogialle
• Sanitari
• Stoviglie
• Pottery
• Refrattori
• Vetri
• Cementi

Principali proprietà meccaniche delle ceramiche

• Frattura fragile
• Frattura intermedia
• Frattura duttile

La fragilità tipica è dovuta alla presenza di legami ionici e covalenti che formano insiemi di atomi. La fragilità delle ceramiche è influenzata dalla presenza di difetti nel materiale.

E = modulo di Young

η = massa dimensione per esercizi di frattura.

σ = tringimento delle cricche

Un materiale sottoposto a trazione subisce una deformazione. Sforzo nominale σ = F / A₀

Deformazione nominale ε = ΔL / L₀

Modulo di elasticità

Legge di Hooke: σ / ε = E

Tipico comportamento di materiali ceramici

Allungamento ε

Il valore massimo di resistenza è quello necessario a rompere i legami tra gli atomi. Impurità e microfessure diminuiscono il valore reale di resistenza misurata. Si può ridurre la resistenza dei materiali.

σ_x, ε_x mezzi valori di strength

Indice con una frequenza si sono presentati i pesi a un dato sforzo.

Durezza superficiale

Resistenza alla deformazione permanente

• Prove di durezza: Brinell, Vickers, Rockwell

Porosità

Porosità aperta

Porosità chiusa

Porosità % = ^{volume pori}/_{volume totale} x 100

Porosità Totale = porosità aperta + porosità chiusa

Porosità intraparticellare

Porosità interparticellare

Principali proprietà dei ceramici

• Basso coefficiente di dilatazione lineare
• Elevato coefficiente di attrazione superficiale

K = ^Q_n/_AΔt (W . m^-1 . K^-1)

l_t = - ^l_i/_lo [T₂ - T₁]

l_t: lunghezza finale

l_o: lunghezza iniziale

T₂: temperatura finale

T₁: temperatura iniziale

σ_s = σ_o ΔT

σ_s: coefficiente di attrazione superficiale

σ_o: coefficiente di attrazione superficiale

Coefficiente di dilatazione volumetrico

ΔV/V₀ = 2α ΔT 2 x 3α

Resistività

ρ = RA / l

R = resistenza

Conduttività

σ = 1/ρ

Le materie prime per la ceramica

Sono preparati a partire da:

• Argille
• Quarzo
• Carbonati
• Feldspati
• Silicati (minerali che risultano dall'unione di tetraedri di silice)
• Nesosilicati
• Gerosilicati
• Inosilicati
• Fillosilicati
• Tettosilicati

Le Argille

• Kandite
• Struttura Smectite
• Illecite e Stato di illecite
• Diossido di silicio
• Struttura di illecite

Ritologio della sospensione

Possibilità del riuso

Genio di natura

Microstruttura dei materiali edito

Composizione mineralogica del edito