Studio del comportamento dei materiali ceramici durante il processo di cottura

Abstract

I materiali ceramici tradizionali come la porcellana e il gres porcellanato sinterizzano grazie al meccanismo dello scorrimento viscoso. La forza motrice di tale processo è costituita principalmente dalla tensione superficiale della fase vetrosa liquida, mentre la velocità è controllata dalla viscosità della stessa fase vetrosa [1]. La cottura rapida è attualmente la tecnologia dominante: ciò ha reso necessario lo sviluppo di impasti in grado di raggiungere una stabilizzazione ottimale in pochi minuti. Cuocere un impasto ceramico fino ad ottenere la massima densificazione significa ridurre al minimo la sua porosità, la quale influenza negativamente la resistenza meccanica. Minimizzare la porosità consente quindi di ridurre gli spessori dei prodotti e, di conseguenza, i costi di trasporto e quelli legati alle materie prime. Considerando gli impasti da cottura rapida, uno degli aspetti più importanti è la determinazione della temperatura di cottura ideale, che è la temperatura massima per cui un dato impasto riesce a sinterizzare completamente senza rigonfiare, nel minor tempo possibile [1]. Per temperature superiori alla propria temperatura di cottura ideale, gli impasti sono soggetti a deformazioni e a una drastica diminuzione delle proprietà meccaniche, in quanto entrano in rigonfiamento a causa della riduzione della viscosità delle fasi vetrose, con conseguente crescita di bolle dei gas residui rimasti intrappolati nelle porosità chiuse del materiale. Ottimizzare il ciclo termico e prevedere il comportamento dei materiali durante la sinterizzazione non sono sfide recenti: per molti decenni questi sono stati obiettivi prioritari degli studi sulla sinterizzazione.

Publicazione
Tiles & Bricks International

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