venerdì, Aprile 26, 2024
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Analisi di materiali ceramici mediante microscopio HIROX 3D Digitale

Caratterizzazione dei ceramici multipurpose

Introduzione:

Le ceramiche sono fra i materiali più antichi utilizzati dall’uomo, dato che le ceramiche naturali (rocce) sono i costituenti essenziali della crosta terrestre (Silice ed Ossigeno formano SiO2); oggi con il termine generale di materiali ceramici si indicano tutti i prodotti ottenuti per cottura di composti inorganici e cioè anche composti vetrosi e refrattari a base di miscele di ossidi metallici; nella maggior parte dei casi, sono composti da metalli e non metalli e presentano tutti i tipi di legami, da quello ionico puro, fino al legame interamente covalente, associati in certi casi a legami metallici o di Van der Walls.

Le composizioni chimiche dei materiali ceramici variano notevolmente: si passa da composti semplici a miscele costituite da molte fasi complesse legate tra di loro.

La presenza di legami a carattere fortemente covalente provoca nei ceramici la formazione di strutture polimeriche.

Le caratteristiche principali dei ceramici sono:

  • Carattere refrattario (temperature di fusione molto alte)
  • Elevata durezza
  • Alta resistività’ elettrica
  • Bassissima conducibilità termica
  • Buona resistenza chimica e atmosferica
  • Bassi costi di materie prime e fabbricazione (soltanto per alcuni ceramici)
  • Possibilità di manipolare l’aspetto attraverso trattamenti superficiali
  • Si possono inoltre conferire loro proprietà specifiche come il ferromagnetismo e la semi conduttività’; unico difetto è la loro non duttilità che ne limita le applicazioni.

I ceramici hanno una microstruttura complessa che dipende dal processo di fabbricazione; in generale, i materiali ceramici usati in applicazioni tecnologiche possono essere divisi in due gruppi:

  • materiali ceramici tradizionali
  • materiali ceramici avanzati.

I materiali ceramici avanzati sono tipicamente formati da composti puri o quasi puri quali l’ossido di alluminio (Al2O3), il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di silicio (Si3N4). Esempi d’impiego dei materiali ceramici nelle tecnologie avanzate sono il carburo di silicio utilizzato nelle zone a elevata temperatura nei motori a turbina degli aerei e l’ossido di alluminio con cui si realizza la base di supporto per microcircuiti integrati in un modulo a conduzione termica.

Fondamentale sono anche le applicazioni nel settore Spaziale (velivoli ipersonici).

CARATTERIZZAZIONE del CERAMICI:

I microscopi HIROX consentono di effettuare un controllo di dettaglio delle caratteristiche morfologiche di un materiale ceramico. Da questa caratterizzazione e relativa valutazione se ne deduce il legame che intercorre la miscela del ceramico – il processo di fabbricazione – le proprietà ottenute. Da qui il confronto con quelle nominali di progetto e la conseguente rimodulazione sia della composizione che del processo.

Sotto è riportato un interessantissimo video che mostra una caratterizzazione mediate Microscopio HIROX 3D Digitale di un filtro ceramico.

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