La ceramica
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La ceramica è un materiale composto inorganico, non metallico, rigido e fragile (dopo la fase di cottura), molto duttile allo stato naturale, con cui si producono diversi oggetti, quali vasellame e statuine decorative.
È inoltre usato nei rivestimenti ad alta resistenza al calore per le sue proprietà chimico-fisiche e il suo alto punto di fusione. Solitamente di colore bianco, può venire variamente colorata e smaltata.
La ceramica è conosciuta fin dall'antichità e molti popoli ne hanno fatto uso, primi fra tutti i cinesi, per questa ragione è possibile trovare vari manufatti fossili nei luoghi più disparati.
I primi manufatti sono del neolitico, e si compongono di vasellame cotto direttamente sul fuoco. I manufatti considerati più antichi risalirebbero al XI millennio a.C. e sono stati ritrovati in Kyushu, Giappone.
Successivamente l'arte vide l'introduzione del tornio, l'introduzione della verniciatura vetrosa (II millennio a.C. in Mesopotamia) e la scoperta della lavorazione della porcellana ( VIII secolo d.C. in Cina).
L'antica Grecia ereditò la tecnica della ceramica dalla civiltà minoico-micenea.
Nell’antica Roma, in età augustea, si diffuse la ceramica aretina, con decorazione a rilievo. Nel tardo Medioevo le ceramiche venivano realizzate con il tornio, cotte al forno e impermeabilizzate con una vernice vetrosa. Dopo il XIII secolo si incominciano ad usare anche altri colori e decorazioni più sofisticate.
Verso la fine del 1800 la produzione di ceramica prende corpo, grazie all'introduzione di alcune tecniche industrializzate.
In Italia, nel modenese, si mette a punto una tecnica che permette di aumentare la produzione di piastrelle, all'epoca in uso quasi solo in cucina e bagno. Negli anni cinquanta si introducono altre consistenti migliorie, quali la pressa automatica e il forno a tunnel. Con queste varianti alla produzione si riesce infine a raggiungere una produzione su scala medio-larga, necessaria per sostenere un mercato in forte espansione. Ma è negli anni sessanta e settanta che il mercato della ceramica in Italia vede una vera impennata.
Dagli anni ottanta in poi, infine, ci si è concentrati soprattutto sulle tecniche di cottura veloce e sulla riduzione dell'impatto ambientale della produzione.
Da pochi anni la ceramica viene utilizzata anche per la costruzione di dischi per impianti frenanti, mescole di carbonio e ceramica, in grado di diminuire l'effetto di affaticamento dei freni sottoposti a grande lavoro (Formula 1); e poi anche per il suo peso contenuto.
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Tipi di ceramiche
Ceramiche a pasta compatta. Rientrano nel gruppo il gres e la porcellana. Hanno una bassissima porosità e buone doti di impermeabilità ai gas e ai liquidi. Non si lasciano scalfire da una punta d'acciaio.
Ceramiche a pasta porosa. Sono tipicamente la terraglia, le maiolica e la terracotta. Hanno pasta tenera e assorbente, più facilmente scalfibile.
I quattro tipi di ceramiche principali sono la terracotta o coccio, le terraglie, il gres e la porcellana, che può essere tenera o dura.
La terracotta
Sono ceramiche che, dopo il processo di cottura presentano una colorazione che varia dal giallo al rosso mattone, grazie alla presenza di sali o ossidi di ferro. La cottura si effettua a 930 - 960°C. La presenza di ossido di ferro, oltre a dare il colore tipico, migliora anche la resistenza meccanica della ceramica cotta.
Sono utilizzate sia senza rivestimento superficiale che con rivestimento. Le prime come ceramica strutturale e ornamentale: mattoni, tegole e coppi (laterizi), vasi, brocche, ecc. Le seconde anche come vasellame da cucina: tazze, piatti.
Il grès
Si ottiene per mescolanze argillose naturali. È necessaria una temperatura tra 1200°C a 1350°C.
I colori variano a seconda dei composti ferrosi presenti.
Possono venire smaltate: come per tutte le altre ceramiche, dopo la cottura vengono colorate nell’impasto, che contiene, di solito, un 33% circa di argille caolinitiche (bianche), un 50% di fondenti (principalmente feldspato) e la percentuale restante di materiali inerti (sabbie o quarzo).
La porcellana
È considerata il più "alto" livello di produzione ceramica. Principale componente ne è una particolare argilla bianca: il caolino idrossisilicato di alluminio. È stata inventata in Cina attorno al VIII secolo ed è realizzata appunto con caolino, silice (o sabbia quarzosa) e il feldspato.
Il caolino conferisce, ma non sempre, le proprietà plastiche e il colore bianco della porcellana; il quarzo è il componente inerte e svolge la funzione di sgrassante (inoltre consente la vetrificazione); infine il feldspato che viene definito fondente, perché, fondendo a temperature più basse, abbassa notevolmente la cottura dell'impasto ceramico (1280°C). Esistono tipi anche molto diversi di porcellana, tipici delle diverse tradizioni di produzione.
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Prodotti in ceramica
Con ceramica non si intende solo il materiale, ma per estensione anche il prodotto che di quel materiale risulta composto. I prodotti in questione possono essere moltissimi. Tra i più frequenti merita ricordare:
- ceramici tradizionali (utilizzati nell'industria edilizia);
- da rivestimento e da copertura (tegole e piastrelle);
- strutturale (i laterizi);
- sanitari;
- meccanici e aeronautici (soprattutto nei motori e turbine).
La ceramica è usualmente composta da argilla con l’aggiunta di diversi altri materiali: feldspato, sabbia, ossido di ferro, allumina e quarzo.
L'argilla
La temperatura di cottura dell'argilla si aggira intorno ai 960- 980 °C.
L'argilla è naturalmente molto malleabile, in quanto la presenza di acqua nella sua struttura ne migliora le caratteristiche plastiche ed è quindi molto facile da lavorare anche con le mani.
Quando è asciutta, ma non ha ancora subito il processo di cottura, diventa rigida e fragile.
Se sottoposta ad un intenso riscaldamento, diventa permanentemente solida.
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Lavorazione dell'argilla
Modellazione (a mano libera, a colombino, a lastre, al tornio, a stampo).
Essiccazione
Cottura
Poiché la cottura modifica la struttura del prodotto finale, modulandola si possono ottenere risultati diversi:
- Terracotta - si ottiene mantenendosi tra 960 e 1030°C
- Terraglia tenera - si ha tra 960 e 1070°C
- Terraglia dura - si ha tra 1050 e 1150°C
- Gres - si ottiene tra 1200 e 1300°C. Il Gres è un prodotto fortemente vetrificato, impermeabile e poco poroso.
- Porcellana tenera - si ha tra 1200 e 1300°C, previo utilizzo di caolino. A questo stadio otteniamo sia la vetrificazione, sia la traslucidità, sia l'impermeabilità.
- Porcellana dura - si ha tra 1300 e 1400°C. È di solito di uso industriale.
- Ceramica High-Tech - si ottiene tra 1400 e 1700°C, previo utilizzo di sostanze aggiuntive, quali caolino e allumina.
Smaltatura
Ricottura (eventuale)