Si intende per materiali ceramici l’insieme dei materiali inorganici non metallici, i quali presentano un vastissimo campo di applicazione: dall’edilizia e l’uso domestico fino all’impiego industriale. I materiali ceramici sono ottenuti a partire da materie argillose e prevedono un lungo processo produttivo suddiviso in numerosi passaggi intermedi. Il primo impiego della ceramica risale a migliaia di anni fa, infatti le prime testimonianze di oggetti ceramici sono risalenti al Neolitico, intorno al 10.000 a.C, periodo in cui le prime comunità umane impararono a modellare e cuocere argilla per creare recipienti per l’immagazzinamento e la cottura del cibo. Questi primi manufatti erano spesso rudimentali ma segnarono l’inizio di una tradizione ceramica che si sarebbe evoluta nel corso dei secoli.
I materiali ceramici: materie prime.
Le materie prime di un materiale ceramico si classificano in fondamentali, secondarie e complementari. La materia prima fondamentale dei materiali ceramici è sicuramente l’argilla, chimicamente caratterizzata da una struttura lamellare stratificata che conferisce essa l’importantissima proprietà della plasticità, responsabile dell’alta lavorabilità e malleabilità della stessa quando questa viene impastata con acqua; l’acqua, infatti, si infiltra tra le lamelle dell’argilla permettendo lo scorrimento reciproco degli strati che la formano dando vita ad una massa modellabile.
Le argille vengono per questo motivo classificate in base alla percentuale di acqua in esse presenti: le argille secche presentano una percentuale di idratazione inferiore al 7%, quelle plastiche presentano una percentuale di idratazione compresa tra il 7% e il 30% e invece quelle acquose, dette barbottine, possiedono una percentuale di idratazione superiore al 30%. Tra le materie secondarie dei materiali ceramici si evidenziano gli smagranti e i fondenti. Gli smagranti, tra cui spicca la sabbia di silice, hanno la funzione di ridurre la plasticità dell’argilla e limitare il ritiro durante la cottura.
La riduzione della plasticità avviene grazie alla granulometria e alla forma delle particelle della sabbia che diminuiscono l’assorbimento di acqua da parte della massa argillosa, mentre la diminuzione del ritiro è dovuto alla stabilità dimensionale della sabbia che crea una vera e propria ossatura. In fine tra i materiali complementari abbiamo vetrine e smalti, che hanno sia scopo ornamentale sia impermeabilizzante.
Le fasi di produzione.
Il primo passaggio del processo di produzione dei materiali ceramici è la formatura, atta a conferire la forma desiderata al manufatto. La formatura può essere eseguita a mano tramite l’impiego del tornio, per colaggio, per stampaggio, e per pressione uniassiale o isotattica. Successivamente alla formatura il manufatto entra nello step dell’essiccazione, al fine di abbassare la percentuale di acqua fino al 2-3% prima del passaggio della cottura, con lo scopo di evitare l’improvvisa evaporazione dell’acqua all’interno del forno che causerebbe un’eccessiva variazione volumetrica con conseguente frattura del manufatto.
L’essiccazione dei materiali ceramici è a sua volta suddivisa in due sottopassaggi: una prima fase avviene in una cella climatica per favorire la diffusione dell’acqua dall’interno del pezzo verso la superficie mentre in una seconda fase per riscaldamento si ha l’evaporazione dell’acqua dalla superficie del manufatto.
La cottura infine conferisce al manufatto resistenza meccanica e chimica ed è seguita dalla vetrinatura ed eventualmente verniciatura in base all’impiego finale del prodotto.
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