Zirconia nei materiali ceramici

Tutti voi dovete avere una certa conoscenza dei materiali ceramici, delle loro proprietà e delle loro applicazioni in diversi settori. In questo articolo scoprirete come e perché alcuni considerano la zirconia un tipico materiale ceramico. L'ossido di zirconio, che ha una struttura cristallina monoclina a temperatura ambiente, ha la capacità di trasformare la sua struttura da tetragonale a monoclina al variare della temperatura o all'aumentare delle sollecitazioni. Oltre a questa proprietà, un altro aspetto importante da sapere è che quando la zirconia viene mescolata con altri ossidi, le sue fasi cubiche/tetragonali si stabilizzano. Prima di approfondire i dettagli delle applicazioni dell'ossido di zirconio nella ceramica, valutiamo questo materiale da una prospettiva diversa.

Proprietà ingegneristiche:
La zirconia come ceramica è uno dei materiali più studiati in campo ingegneristico. Le sue proprietà lo rendono il miglior materiale ceramico. Non solo, ma è anche un materiale elettroceramico. La zirconia viene importata e commercializzata in tutto il mondo in diverse forme per essere utilizzata in vari settori. Queste includono anche leghe ceramiche di zirconio con le seguenti caratteristiche:

- ha una buona resistenza e un'elevata tenacità alla frattura
- È resistente all'acqua e dura
- L'ossido di zirconio è un materiale non magnetico.
- La ceramica di zirconio ha una scarsa conducibilità termica.
- È resistente alla corrosione anche in caso di reazione con acidi e alcali.
- Secondo una ricerca, il suo modulo di elasticità è quasi uguale a quello dell'acciaio.

Queste proprietà sono sicuramente interessanti per molti settori, in particolare per l'ingegneria e il design, per l'utilizzo in varie applicazioni. Per renderla più utile, la zirconia viene spesso miscelata con altri ossidi come il magnesio, il calcio o l'ittrio. Oltre ai cambiamenti nelle proprietà di base, cambia anche la struttura tetragonale e si formano piccoli cristalli cubici che rendono l'ossido di zirconio metastabile.

Utilizzi:
Come spiegato in precedenza, l'ossido di zirconio viene utilizzato principalmente nella produzione di diversi materiali ceramici ed elettro-ceramici, grazie alla sua elevata conducibilità ionica. Altri usi importanti della zirconia in ceramica sono:

- Viene utilizzata nella produzione di coltelli in ceramica perché è più dura e affilata dell'acciaio.
- Grazie alla sua bassa conducibilità termica, viene utilizzata nel processo di produzione di isolanti in fibra ceramica per diversi sistemi di riscaldamento, tra cui forni per la crescita dei cristalli, isolamento di pile a combustibile e sistemi di riscaldamento a infrarossi.

Le informazioni sopra riportate illustrano le principali applicazioni della zirconia e le sue proprietà tipiche. Grazie alla sua natura ceramica unica, questo materiale è estremamente utile per la realizzazione di vari prodotti, dagli utensili domestici a complesse strutture ingegneristiche come forni e sistemi di riscaldamento.