Trattamenti termici

Il trattamento termico e' un passo essenziale nella fabbricazione dei prodotti ceramici.

I principali tipi di trattamenti termici sono:

Lo scopo dell’essiccamento dei ceramici e' la rimozione dell’acqua dalla massa ceramica plastica prima della cottura a piu' alta temperatura. L’essiccamento viene eseguito sotto i 100°C e puo' durare fino a 24 ore per un pezzo di grandi dimensioni.

I leganti organici possono essere rimossi con il riscaldamento tra i 200 e i 300°C, anche se alcuni di essi possono richiedere un riscaldamento a temperature piu' elevate.

La sinterizzazione e' quel processo mediante il quale piccole particelle di materiale vengono consolidate attraverso fenomeni di diffusione allo stato solido. Questo trattamento termico porta alla trasformazione di un prodotto poroso in un prodotto denso e coerente.

Nella sinterizzazione, la diffusione atomica avviene tra le superfici di contatto delle particelle che diventano chimicamente legate fra di loro. Mano a mano che il processo va avanti, si formano particelle piu' grandi a spese di quelle piu' piccole. La porosita' del prodotto diminuisce quando le particelle diventano piu' grandi, all’aumentare del tempo di sinterizzazione.

Alla fine del processo si ottiene una dimensione del grano che é detta d’equilibrio.

Durante questo processo si ha un abbassamento dell’energia del sistema: infatti, le singole particelle originali hanno un’alta energia superficiale, mentre le superfici dei bordi di grano del prodotto finale sinterizzato hanno una bassa energia totale.

Alcuni prodotti ceramici, come la porcellana e alcuni componenti elettronici, contengono una fase vetrosa.

Durante la cottura di questi tipi di materiali ceramici, si ha il processo di vetrificazione, nel quale la fase vetrosa liquefa e riempie gli spazi porosi del materiale. Durante il raffreddamento, la fase liquida solidifica, formando una matrice vetrosa che lega le particelle non fuse fra di loro.