I materiali ceramici: origine, proprietà e processi di fabbricazione

I materiali ceramici

Tecnologia dei materiali ceramici

La ceramica è un materiale ricavato dalla cottura, in forni appositi e ad alte temperature, di sostanze minerali naturali come le argille. Le argille sono materiali di aspetto terroso e colore variabile che derivano dalla frantumazione e decomposizione di rocce particolari in frammenti minutissimi, avvenute nel corso di milioni di anni.

La proprietà chiave delle argille è la loro plasticità, che consente, se impastate con acqua, di renderle plasmabili e lavorabili. Una volta foggiate nelle forme desiderate, l'eventuale cottura al forno trasforma in modo irreversibile la natura chimico-fisica dell'argilla, eliminando definitivamente la plasticità del materiale. L'argilla più pregiata è il caolino, un'argilla bianca, adatta alle porcellane e resistentissima al fuoco.

Tecnologia dei materiali ceramici: fabbricazione industriale

VELOCE La fabbricazione industriale della ceramica inizia con la preparazione dell'impasto, in cui alle argille sono aggiunte alcune sostanze minerali che ne migliorano le proprietà. Segue la formatura, che a seconda del prodotto può avvenire per:

• stampaggio: l'impasto viene premuto da presse meccaniche contro le pareti sagomate degli stampi; si producono così piatti, tegole, piastrelle
• colata: l'impasto, molto liquido, viene colato dentro stampi di gesso; è il sistema usato per fabbricare gli apparecchi idrosanitari (vasche, lavandini ecc)
• estrusione o trafilatura: l'impasto viene spinto meccanicamente attraverso una matrice traforata con diverse forme; è il sistema usato nella produzione di laterizi (mattoni)

Il ciclo continua con l'essiccazione, la cottura, l'eventuale decorazione della superficie, la vetrinatura (per dare ai pezzi una superficie lucida e impermeabile) e con una seconda cottura.

Tecnologia dei materiali ceramici: il tornio

Il tornio La lavorazione artigianale della ceramica si fa al tornio. Il tornio, o ruota del vasaio, è considerato la prima macchina utensile, comparsa circa 5000 anni fa.

Il tornio è costituito da due ruote collegate da un asse verticale girevole. La ruota inferiore, larga e pesante, viene fatta girare con il piede dal vasaio (oggi da un motore elettrico) trasmettendo il movimento rotatorio, tramite l'asse, al ripiano superiore.

La formatura dei pezzi inizia con il porre al centro della ruota superiore un pezzo di argilla molto plastica. Mentre il pezzo ruota con la pressione dei pollici esercitata al centro del pezzo, l'artigiano solleva poco a poco le pareti del vaso e lo modella. Per mantenere l'argilla scorrevole, le mani devono essere sempre bagnate, adattando la loro pressione fino a conferire all'impasto la forma desiderata.

Tecnica del tornio

L'argilla posta su di una base rotante viene modellata con le mani.

1. Centratura
2. Bucatura
3. Sollevamento
4. Formatura

essiccatura prima cottura smaltatura seconda cottura

1. Essiccatura e Cottura
2. Smaltatura e Cottura

Tecnologia: proprietà delle ceramiche

1.I materiali ceramici Proprietà delle ceramiche I prodotti dell'industria ceramica si distinguono in due classi: le ceramiche a pasta porosa e permeabile e quelle a pasta compatta. Le prime sono prodotti abbastanza economici, come le terrecotte, maioliche, laterizi, refrattari, e vengono cotte a temperature relativamente basse, 800- 100 ℃; le ceramiche a pasta compatta come il grès, il clinker (cotto a temperature molto elevate tali da indurre quasi una vetrificazione del materiale) e la porcellana, sono invece più pregiate e sono cotte a temperature tali da provocare la fusione dell'impasto (1200-1300 ℃), trasformandolo in una sostanza dura e impermeabile.

Proprietà tipiche delle ceramiche sono la refrattarietà, cioè la capacità di resistere alle alte temperature (oltre 100℃) senza subire alterazioni, e la resistenza alla corrosione, molto elevata nel grès e nella porcellana, che si considerano materiali inerti. Le ceramiche, inoltre, sono degli ottimi isolanti termici ed elettrici.

Tecnologia dei materiali ceramici: i laterizi

I laterizi I laterizi sono materiali ceramici a pasta porosa utilizzati in ambito edilizio fin dall'antichità. Un tempo fabbricati a mano, come accade ancora in diverse zone del mondo, oggi sono prodotti per stampaggio o estrusione. I prodotti così ottenuti sono privati dell'acqua in eccesso in appositi essiccatoi nei quali viene fatta circolare aria calda.

Infine, vengono cotti in appositi forni a tunnel a circa 1000℃.

I laterizi sono utilizzati per la copertura dei tetti (tegole), per le pareti divisorie (mattoni, pieni o forati), per i solai (tavelloni).

Tecnologia dei materiali ceramici: classificazione

hanno un rivestimento vetroso che li rende impermeabili VETRINATI esempi TERRAGLIE A PASTA POROSA LATERIZI MATERIALI CERAMICI classificazione NON VETRINATI esempi TERRECOTTE cosa sono hanno bassissima porosità e buone doti di impermeabilità grazie alla saldatura tra le particelle materiali realizzati con un impasto a base di ARGILLA e acqua, successivamente cotto A PASTA COMPATTA GRES >esempi cos'è una sostanza minerale con granulometria molto piccola PORCELLANA impastata con acqua diventa plastica e quindi modellabile proprietà isolante buona resistenza a compressione

Tecnologia: fabbricazione dei materiali ceramici

TECNENI materiali . TECNOL( FABBRICAZIONE MATERIALI CERAMICI argilla 1 IMPASTO delle materie prime con acqua sono fondenti abbassano la T di cottura sgrassanti riducono la plasticità per estrusione per pressatura in stampi può avvenire 2 FORMATURA per colaggio in stampi all'aria può avvenire in essiccatoi 3 ESSICCAMENTO ridurre il contenuto d'acqua serve a evitare fessurazioni nella cotturaI materiali ceramici dai 900 ai 1600°C 4 COTTURA i LATERIZI concludono qui il loro ciclo di produzione trasparente con VETRINE 5 RIVESTIMENTO impermeabile opaco con SMALTO 6 RICOTTURA 7 DECORAZIONE TECNOLOGIA