Lezione 20 Flashcards
Parla dei Ceramici Refrattari
I Ceramici refrattari sono una sottocategoria di ceramici che hanno la capacità di resistere ad elevatissime temperature e di non reagire chimicamente.
Si dividono in Argille refrattarie, Refrattari di Silice e Refrattari di Bauxite.
Le Argille Refrattarie sono le più comuni, hanno ossidi di Alluminio per il 30-70%. Aumentando la %Si aumenta la resistenza allo shock termico, questo perchè la silice ha un minore coefficiente di espansione termica, aumentando la %Al invece aumenta la massima Temperatura di servizio.
Refrattari di Silice, sono realizzati quasi interamente con silicati, resistono molto bene agli shock termici, vengono usati per costruire forni
Refrattari di Bauxite, sono refrattari con grandi percentuali di Bauxite, gli ossidi di alluminio conferiscono elevatissime temperature di servizio, oltre i 2000°C.
Dei materiali cermici vennero usati per proteggere termicamente lo space shuttle
Parla dei Ceramici avanzati
Venogono utilizzati per micromeccanismi elettrici, per la fibra ottica realizzata in Silice purissima e per i cuscinetti a sfera, che risultatno più duri, più leggeri, con meno attrito, più silenziosi, resistenti meccanicamente e a corrosione di quelli in acciaio, sono pure isolanti.
Parla dei ceramici abrasivi
Sono dei materiali ceramici il cui loro impiego è l’abrasione, in questi le proprietà meccaniche più importanti sono la Durezza e la Resistenza ad usura, quello per eccellenza è il diamante (artificiale), sono usati SiO2, Al2O3, WC, SiC.
Parla del vetro
Il vetro è un materiale ceramico amorfo, costituito per la maggior parte da Silice SiO2, forma delle microstrutture tetragonali SiO4, ma è amorfo.
Esistono varie categorie di vetri, quelli commercialmente più diffusi sono quelli sodio-calcici, detti anche soda-lime.
La lavorabilità e le proprietà meccaniche dei vetri dipendono dalla viscosità.
La viscosità nei vetri è regolata da una formula Arrhenius, quindi all’aumentare della temperature diminuisce la viscosità. Si può quindi aumentare la temperatura per portare i vetri in condizioni di buona lavorabilità.
Vengono aggiunti dei materiali fondenti che abbassano la necessità di alte temperature per essere lavorati, e anche degli stabilizzandi che rendono il vetro più inerte.
Altri vetri comuni sono i Vetri Pyrex, che vengono utilizzati molto nella attrezzatura chimica, perchè sono molto inerti e resistono agli shock termici.
I vetri di Silice Vycor sono molto costosi perchè difficili da lavorare visto che hanno temperature massime di servizio oltre i 900-1200°C, hanno un’espansione termica ridottissima ed è ancora più inerte.
I vetroceramici sono parzialmente cristallini grazie all’inserimento di inoculanti che riducono la vetrificazione, sono opachi ed hanno una buona conducibilità termica, ci fanno i pannelli in vetro dei piani ad induzione.
I vetri al piombo sono più lucidi, assorbe le radiazioni e permette di saldare i vetri perchè diminuisce la temperatura necessaria e rende più fluido il vetro.
Parla dei vetri temprati.
I vetri vengono temprati per aumentare le autotensioni e renderli quindi più resistenti agli urti.
I vetri temprati sono più spessi dei vetri normali perchè lo spessore è necessario per avere una maggiore differenza di temperatura tra superficie e cuore, che è quella che genera le autotensioni, se vogliamo rafforzare un vetro sottile possiamo usare un rafforzamento chimico, che consiste nel utilizzare vetri con elevate percentuali di sodio ed immergerli in bagni di potassio, il potassio si sostituisce al sodio, e siccome ha un raggio atomico maggiore, “allarga” la superficie, inducento autotensioni di compressione in superficie e trazione all’interno.
Parlando di Ceramici, cosa sono i Leganti?
I leganti sono delle polveri di base ceramica, che attraverso reazioni con H20 e CO2 formano un corpo unico.
I leganti si dividono in Aerei (Gesso e Calce) ed in Idraulici (Cemento e Calce Idraulica).
Il gesso è un legante che si ottiene macinando la pietra del gesso e facendolo essiccare, formando così l’emiidrato CaCO30.5H20.
Quando si aggiunge l’acqua l’emiidrato diventa biidrato CaCO32H20
Siccome l’emiidrato ha una solubilità in acqua molto maggiore del biidrato, l’ultimo precipita quando si aggiunge l’acqua, formando una struttura solida aghiforme. Questo avviene con leggero aumento di volume
La Calce aerea si ottiene dal carbonato di calcio CaCO3, che portandolo a 900°C diventa CaO, detta Calce Viva.
Aggiungendo Acqua alla Calce Viva diventa Calce Spenta Ca(OH)2.
Calce Spenta + Abbondanza d’acqua si chiama Grassello, ed una composizione di Sabbia e Grassello (75% e 25% solitamente) si chiama Malta di Calce.
Si aggiunge la sabbia perchèe se si usa solo il grassello si formano molte crepe.
Quando il grassello si secca, si riforma il Carbonato di Calcio CaCO3.
I leganti idraulici si ottengono aggiungendo alle calci aeree dei silicati di alluminio. Hanno proprietà meccaniche superiori ed un minore tempo di presa, il legante idralico più diffuso è il cemento, in particolare il cemento portland.
Il cemento è una miscela di Argilla, calcare e Sabbia, con piccole aggiunte di gesso (clinker).
Col cemento si possono fare molte cose, come il calcestruzzo, l’intonace ed il legante per mattoni (malte di allettamento).
Il meccanismo di presa avviene con una reazione di idratazione che da come risultato un gel di CaO e SiO2, con particolato di Calce spenta.
Parla del calcestruzzo armato
Il calcestruzzo armato è un calcestruzzo al quale vengono aggiunte delle sbarre di acciaio al fine di aumentare la resistenza a trazione, siccome il calcestruzzo, per gli stessi motivi dei ceramici (porosità e cricche) ha terribili resistenze a trazione.
il calcestruzzo armato può essere ulteriormente rinforzato contro la trazione attraverso la precompressione, che può avvenire con due metodi, la pre-tensione e la post-tensione.
Pretensione: Si versa il calcestruzzo sulla sbarra di acciaio posta in trazione, quando il calcestruzzo solidifica, la sbarra d’acciaio che è legata al cemento, si ritrare elasticamente, comprimento il calcestruzzo.
Post-tensione: Si immerge una guaina nella colata con il cavo d’acciaio dentro, dopo che solidifica si getta del cemento nella guaina e si traziona il cavo, quando il cemento solidifica trasmette il carico al calcestruzzo.
