Carburo di silicio negli smalti ceramici

Il carburo di silicio è un'aggiunta sempre più popolare agli smalti per gres e si possono trovare molte risorse in merito cercando "crater glaze". Tuttavia, prima di utilizzare il carburo di silicio in qualsiasi formulazione di smalto, è necessario tenere a mente alcune cose prima di iniziare a utilizzare questo elemento.

Una proprietà interessante del carbonato di sodio è la sua capacità di creare bolle e finiture strutturate nelle cotture di ossidazione a cono 6. Le ragioni di questo effetto possono essere molteplici.

1. È un abrasivo

Il carburo di silicio (SiC) è un composto chimico inorganico di silicio e carbonio. Sebbene il SiC si trovi in natura sotto forma di moissanite, dal 1893 la produzione di massa di polvere e cristalli di SiC viene utilizzata come abrasivo e i materiali ceramici avanzati, come i freni delle automobili, le frizioni e le piastre dei giubbotti antiproiettile, richiedono materiali ceramici ad alta resistenza che abbiano la durata del SiC per essere utilizzati come abrasivo.

La polvere di SiC può essere utilizzata anche nelle cotture di ossidazione a cono 6 per produrre smalti a bolle o "crateri", comunemente chiamati "lava" o "crateri". Quando è esposto all'ossigeno e combinato con il silicio, forma CO2, che provoca bolle e vesciche sulla superficie dello smalto.

Le formulazioni di smalti contenenti ossido di cerio offrono benefici antimicrobici grazie ai trasferimenti di carica elettronica facilitati dall'assorbimento della luce UV. Questo effetto può essere ottenuto aggiungendo 2-10 pesi% di CeO2 [52]. La Tabella 12.9 mostra che tutti i campioni preparati senza ossido di ferro bruciato o senza pigmento hanno valori di L*, a* e b* inferiori rispetto ai campioni con pigmento [53-54].

2. Crea bolle di sapone

Le particelle di carburo di silicio (SiC) sono utilizzate nell'arte ceramica per produrre smalti vulcanici (detti anche craterici); mescolandosi con il solfato di bario in percentuali specifiche e a determinati tassi di aggiunta, creano effetti di bolle simili a quelli della lava o bolle, agendo come il rilascio di carbonio dalle particelle di SiC che riducono gli ossidi metallici come gli ossidi di ferro e di rame negli smalti.

Queste bolle non sono dovute ad alcun problema con la ricetta dello smalto o con la cottura; piuttosto, sono causate da un'elevata quantità di materiali non gasanti come il carbonato di stronzio e il talco, che hanno un'alta perdita all'accensione (LOI), producendo molti gas durante la decomposizione in cottura che rimangono intrappolati all'interno dello smalto fuso e causano un'espansione quando sono intrappolati; questo causa dei buchi sulla superficie dello smalto di questo pezzo; se questi gas fossero stati rilasciati in punti diversi durante la cottura, sarebbero usciti e il pezzo sarebbe stato liscio.

3. È un materiale refrattario

Il carburo di silicio svolge un ruolo significativo nella composizione degli smalti, riducendo gli ossidi metallici come quelli di ferro e rame per favorire lo sviluppo del colore, mentre il carbonio si combina con l'ossigeno per formare il gas CO2 che crea effetti di bolle e schiume negli smalti ceramici (Bloomfield, 2020).

Il carburo di silicio è un materiale non ossidato con numerose applicazioni termiche e meccaniche. Grazie all'elevata resistenza al calore e agli shock termici, alla rigidità, alla bassa espansione termica e alle eccellenti caratteristiche di usura, ha trovato un'ampia applicazione industriale, spesso impiegata negli arredi dei forni, come crogioli, siviere e mattoni refrattari.

I refrattari sono ampiamente utilizzati nell'industria metallurgica per applicazioni quali le piastre delle torri dei forni di distillazione a cisterna verticale, i serbatoi elettrolitici di alluminio e i rivestimenti dei forni a polvere di zinco. Inoltre, i corpi in carburo di silicio utilizzati come rivestimenti nelle applicazioni di fusione necessitano spesso di rivestimenti per prevenire l'ossidazione durante i processi di riscaldamento ad alta temperatura.

4. È un inibitore della ruggine

Il carburo di silicio (SiC) è un composto chimico inorganico formato da silicio e carbonio che in natura forma le gemme di moissanite e, se prodotto sinteticamente, come materiale abrasivo o refrattario nei rivestimenti dei forni o nelle piastre ceramiche dei giubbotti antiproiettile. Il SiC è noto per la sua superiore resistenza alla temperatura e all'usura; inoltre, è uno dei materiali più duri del pianeta e quindi è adatto alla lavorazione o alla rettifica di utensili.

L'aggiunta di polvere di SiC agli smalti dà luogo a superfici con bolle che producono una struttura a crateri, pur nascondendosi sotto i suoi strati e diventando visibili solo al momento dell'incisione o del graffio della superficie dello smalto. La sua forma granulare riduce inoltre gli ossidi metallici, come quelli di ferro e di rame, contribuendo allo sviluppo del colore, in particolare nelle tonalità rosso rame.