Cosa sono le rondelle in ceramica?

I rubinetti moderni utilizzano spesso mandrini con cartuccia a disco in ceramica al posto delle rondelle in gomma per ridurre il gocciolamento e richiedono solo un quarto di giro per l'accensione e lo spegnimento.

Le rondelle in ceramica di allumina o zirconia sono disponibili in un'ampia gamma di forme e dimensioni per soddisfare una serie di applicazioni che aiutano a proteggere dalle temperature, dalla corrosione e dall'usura.

Isolamento

Le rondelle ceramiche servono a garantire una distribuzione uniforme della forza tra i componenti (tipicamente viti e bulloni e le loro superfici di collegamento), a ridurre l'attrito e a proteggere le superfici da danni superficiali, agendo come isolanti per schermare i circuiti o i prodotti dalle onde elettromagnetiche e dalle sovratensioni.

Le rondelle in ceramica rappresentano un'alternativa a quelle in metallo, in quanto non si usurano con il tempo e sono quindi adatte ad applicazioni critiche che richiedono isolamento, resistenza al calore e protezione dalla corrosione. Le ceramiche vantano anche eccellenti caratteristiche di conducibilità elettrica, che le rendono ideali per le applicazioni che coinvolgono le onde radio, come le apparecchiature di imaging medico o i sensori.

I materiali ceramici, come l'allumina e la zirconia, possono essere utilizzati per realizzare questi dispositivi, con design disponibili in forma piatta, a spalla o a cappello, con fori lisci o asolati. Prima della sinterizzazione ad alta temperatura possono essere utilizzati processi di stampaggio come la pressatura a secco o lo stampaggio isostatico, per ottenere durata e precisione dimensionale.

Resistenza alla corrosione

La corrosione è un processo inevitabile che colpisce tutti i materiali; tuttavia, alcune condizioni ambientali e circostanze accelerano questo processo più rapidamente di altre. Per questo motivo, i materiali resistenti alla corrosione sono diventati un bene prezioso per numerose industrie.

Le rondelle in ceramica sono costruite con materiali non metallici ad alta densità, come l'ossido di allumina inorganica o l'ossido di zirconio, che hanno la capacità di sopportare temperature elevate e di essere resistenti all'abrasione e alla corrosione.

Gli elementi di fissaggio filettati distribuiscono la forza in modo non uniforme sulla loro lunghezza, mentre i distanziatori e i tamponi servono a disperdere questa tensione e a distribuirla in modo uniforme sulla superficie di un oggetto. I tamponi sono disponibili in varie forme, tra cui versioni piatte, a spalla, a cappello o scanalate, con fori lisci o asolati da utilizzare come distanziatori, tamponi o dispositivi di bloccaggio.

La ceramica di allumina è uno dei materiali avanzati più comunemente utilizzati per la creazione di rondelle ceramiche, grazie alle sue eccezionali proprietà di isolamento, usura, calore e resistenza alla corrosione. Queste caratteristiche rendono la ceramica di allumina un eccellente sostituto delle rondelle metalliche in ambienti chimici difficili, grazie alla riduzione dei livelli di attrito, che a sua volta contribuisce a minimizzare l'usura complessiva dei componenti.

Resistenza al calore

Le rondelle in ceramica sono piastre sottili utilizzate per distribuire in modo uniforme i carichi su elementi di fissaggio filettati, come bulloni o viti, distribuendo il peso sulla loro superficie e distribuendo la forza in modo più uniforme di quanto avverrebbe altrimenti. Le rondelle riducono l'attrito tra le superfici di accoppiamento e distribuiscono le forze in modo più uniforme, contribuendo a proteggere le superfici dai danni del tempo.

Le ceramiche di allumina e zirconia possiedono entrambe un'eccellente resistenza al calore, che le rende il materiale ideale per gli ambienti soggetti a temperature elevate. Il nitruro di silicio vanta un'eccezionale resistenza agli shock termici, che lo rende adatto ad ambienti in cui si verificano regolarmente fluttuazioni improvvise della temperatura.

L'inerzia chimica è una caratteristica integrale della ceramica, ovvero la sua resistenza alla degradazione da parte di varie sostanze chimiche e condizioni ambientali. I materiali considerati inerti di solito non reagiscono in modo dannoso con altre sostanze e si decompongono lentamente; ciò li rende un'opzione interessante nelle applicazioni in cui la contaminazione può essere un problema. Inoltre, i materiali inerti tendono a resistere alle sollecitazioni meccaniche senza compromettersi nel tempo.

Resistenza all'usura

Le rondelle sono componenti integrali di molti sistemi meccanici ed elettrici e fungono da cuscinetti, distanziali e bloccaggi per ridurre l'attrito tra le superfici e distribuire uniformemente il carico. Inoltre, le rondelle contribuiscono a regolare la gestione termica per ottenere temperature operative ottimali che migliorano l'efficienza del sistema e delle apparecchiature.

Le rondelle in ceramica sono diventate componenti indispensabili nelle apparecchiature mediche, nei veicoli aerospaziali e negli strumenti di precisione grazie alla loro eccezionale gamma di proprietà - che vanno dalla resistenza alla temperatura e all'isolamento elettrico all'inerzia chimica - che le rendono adatte a contesti difficili in cui le controparti metalliche si degraderebbero o fallirebbero rapidamente. Inoltre, la loro resistenza e tenacità aiutano a preservare nel tempo tolleranze precise.

I materiali ceramici variano notevolmente nella composizione; esempi popolari sono l'allumina (ossido di alluminio), la zirconia e il nitruro di silicio. I materiali ceramici più duri tendono a offrire maggiori proprietà di resistenza all'usura e al calore; anche le finiture superficiali influiscono sulla capacità di tenuta, sulla resistenza all'attrito e sulla durata.