Sul mercato, abbiamo maggiore familiarità con materiali ceramici speciali: carburo di silicio, allumina, zirconia, nitruro di silicio. Analizziamo la domanda di mercato nel suo complesso, analizzando i vantaggi di queste diverse tipologie di materiali.
Il carburo di silicio presenta i vantaggi di un prezzo relativamente basso, una buona resistenza all'erosione e un'elevata resistenza meccanica. Il principale svantaggio è la facile ossidazione e la difficoltà di sinterizzazione. L'allumina è la più economica e il processo di preparazione delle materie prime in polvere è molto maturo, mentre la zirconia e il protossido di azoto di silicio presentano evidenti svantaggi sotto questo aspetto, che rappresentano anche uno dei colli di bottiglia che ne limitano lo sviluppo. Il nitruro di silicio, in particolare, è il più costoso.
In termini di prestazioni, sebbene la resistenza, la tenacità e altre proprietà meccaniche del nitruro di silicio e della zirconia siano di gran lunga migliori dell'allumina, il rapporto costo-prestazioni sembra adeguato, ma in realtà presenta numerosi problemi. Innanzitutto, la zirconia ha un'elevata tenacità, dovuta alla presenza di uno stabilizzatore, ma la sua elevata tenacità è sensibile al tempo, non può essere utilizzata ad alte temperature e la sensibilità al tempo a temperatura ambiente limita seriamente lo sviluppo di ossidazione. Va detto che è la più piccola delle tre sul mercato. Anche il nitruro di silicio è una ceramica popolare negli ultimi vent'anni, con buona resistenza all'usura, agli shock termici e altre prestazioni complessive, ma la temperatura di utilizzo è inferiore rispetto agli altri due. Il processo di preparazione del nitruro di silicio è anche più complesso rispetto all'allumina, sebbene l'applicazione della fase di nitruro di silicio sia molto migliore rispetto a quella della zirconia, ma il confronto complessivo non è ancora buono come quello con l'allumina.
Le prestazioni stabili e poco costose e la diversificazione dei prodotti della ceramica di allumina ne hanno fatto il primo utilizzo, che è stato poi utilizzato per le attuali ceramiche speciali.
Data di pubblicazione: 22-01-2022