La ceramica è nota per la sua capacità di resistere al calore elevato.
Ciò è dovuto alle loro proprietà intrinseche, come la durezza, la resistenza all'abrasione, la forza di compressione e la resistenza alle alte temperature e agli shock termici.
Le ceramiche sono spesso utilizzate in applicazioni che richiedono un'elevata resistenza al calore, come le piastrelle dello Space Shuttle e lo strato protettivo esterno degli aerei ad alta velocità.
5 punti chiave da conoscere
1. La ceramica tradizionale
I ceramici tradizionali, realizzati in argilla o miscelati con materiali come la sabbia silicea, sono noti per la loro stabilità termica, meccanica e chimica.
Vengono formati nella forma desiderata, essiccati e quindi induriti (sinterizzati) in un forno ad alta temperatura.
2. Ceramica avanzata
Le ceramiche avanzate, come il carburo di silicio, possono mantenere la loro elevata resistenza meccanica a temperature fino a 1.400˚C.
Hanno una maggiore resistenza alla corrosione chimica rispetto alle altre ceramiche.
3. Ceramica ad altissima temperatura
Le ceramiche ad altissima temperatura hanno un punto di fusione superiore ai 3.000 °C.
Questi materiali sono utilizzati negli aerei ad alta velocità, dove le temperature possono raggiungere più di 2000°C in un tempo molto breve.
4. Le sfide della ceramica ad altissima temperatura
Le ceramiche ad altissima temperatura devono affrontare il problema della bassa tenacità alla frattura durante il processo di sinterizzazione, a causa dell'elevato punto di fusione, dei forti legami covalenti e dei tassi di autodiffusione relativamente bassi.
5. Soluzioni per migliorare la tenacità alla frattura
Per risolvere e migliorare questo problema, è possibile aggiungere particelle o fibre temprate alle materie prime per formare una matrice ceramica composita.
Il metodo di sinterizzazione SPS può ottenere una sinterizzazione densa della ceramica a temperature relativamente basse.
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