I campi di utilizzo della ceramica

La ceramica (dal greco antico κέραμος, kéramos, che significa “argilla”, “terra da vasaio”) è un materiale inorganico, non metallico, molto duttile allo stato naturale e rigido dopo la fase di cottura.

Sono diversi gli oggetti che si producono con la ceramica: stoviglie, manufatti decorativi, materiali edili (mattoni, piastrelle e tegole), rivestimenti per muri e pavimenti di abitazioni. Specifiche ceramiche, inoltre, trovano impiego nei rivestimenti ad alta resistenza al calore, grazie al loro alto punto di fusione.

I campi di utilizzo della ceramica sono molteplici, anche grazie alle tante declinazioni consentite dalle proprietà intrinseche cui il materiale si presta, in termini cromatici e plastici, e dalle diverse tecniche di lavorazione. Quanto al colore del materiale ceramico, questo varia a seconda degli ossidi cromofori contenuti nelle argille. Ad esempio, se si utilizzano ossidi di ferro le tinte spaziano dal giallo all’arancio, dal rosso al bruno. Se si usano invece ossidi di titanio i toni vanno dal bianco al giallo. A prescindere dalla scelta ogni oggetto può poi essere smaltato e decorato.

In merito alla struttura, la ceramica è usualmente composta da diversi materiali: argille, feldspati, (di sodio, di potassio o entrambi), sabbia silicea, ossidi di ferro, allumina e quarzo. Una composizione così articolata determina la presenza di strutture molecolari appiattite dette fillosilicati. La forma di queste, in presenza di acqua, conferisce all’argilla una certa plasticità e ne rende la lavorazione più facile e proficua. Il manufatto in terracotta o argilla che ne risulta è detto fittile. Quanto alle tecniche di fabbricazione della ceramica (formatura, trattamento delle superfici, cottura), alle sue forme, e ai motivi decorativi che possono essere stampati, incisi, impressi, applicati o dipinti sugli artefatti, ad essi è dedicata, proprio per la loro varietà, un’intera branca di studio chiamata ceramologia.

La ceramica e le sue applicazioni

Con la ceramica non si intende solo il materiale con cui un oggetto è realizzato, ma per estensione anche il manufatto che ne risulta. I prodotti in questione possono essere moltissimi.

Tra i più frequenti merita ricordare i seguenti ceramici.

1. Tradizionali: utilizzati nell’industria dell’edilizia.
2. Da rivestimento e da copertura: come le tegole e le piastrelle.

Le piastrelle, inoltre, possono venire suddivise in:

• Ceramiche non smaltate: cotto, grès rosso, clinker e, in alcuni casi, gres porcellanato,
• Ceramiche monocottura: possono essere rosse, bianche e clinker.

Questi due tipi danno luogo a ceramiche tecniche, con assorbimento di acqua da scarso a nullo:

1. In bicottura: prevalentemente la maiolica,
2. In cotto forte e terraglia: entrambe caratterizzate da un importante assorbimento di acqua.
3. Strutturali: i laterizi.
4. Sanitari.
5. Meccanici e aeronautici: utilizzati soprattutto nei motori e nelle turbine.
6. Elettronici: con impiego in numerosi componenti e nei superconduttori.

Tra gli impieghi ricordiamo anche l’esistenza di padelle con rivestimento interno in ceramica (smalti bassofondenti per lamiera), che laddove applicata con tecnologie appropriate conferisce caratteristiche di antiaderenza e non presenta il rischio del Teflon di rilasciare tetrafluoroetilene ad alte temperature.

L’uso della ceramica: non solo per manufatti

La ceramica non è solo oggettistica ma viene impiegata, per le molteplici caratteristiche del materiale, ad uso industriale, biomedicale, energetico. In particolare:

• Nell’industria aerospaziale, dove sono richiesti componenti leggeri con resistenza alle alte temperature e requisiti meccanici.
• In biomedicina. Qui i materiali ceramici sono utili per la preparazione di ossa, denti, protesi, ecc.
• In elettronica la ceramica viene utilizzata per la produzione di amplificatori laser, fibre ottiche, condensatori, lenti, isolanti, tra gli altri.
• Nel settore energetico poi, ad esempio, i materiali ceramici possono produrre componenti di combustibile nucleare.

I 7 materiali ceramici più eccezionali

1. Alumina (Al2O3) – È usato per contenere il metallo fuso.
2. Nitruro di alluminio (AIN) – È usato come materiale per circuiti integrati e come sostituto per AI203.
3. Carburo di boro (B4C) – È usato per fabbricare la schermatura nucleare.
4. Carburo di silicio (SiC) – È usato per rivestire i metalli, per la sua resistenza all’ossidazione.
5. Nitruro di silicio (Si3N4) – Sono utilizzati nella fabbricazione dei componenti di motori per autoveicoli e turbine a gas.
6. Boruro di titanio (TiB2) – Partecipa anche alla produzione di armature.
7. Urania (UO2) – Serve da combustibile per i reattori nucleari.