La granulazione permette di ottenere granuli (aggregati di alcune decine di micron con DPS<1) dalle polveri. I granuli scorrono meglio della polvere,

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2 La granulazione permette di ottenere granuli (aggregati di alcune decine di micron con DPS<1) dalle polveri. I granuli scorrono meglio della polvere, non presentano problemi di incontrollate agglomerazioni e sono la materia prima per la pressatura. La granulazione può essere diretta detta anche pellettizzazione: in questo caso la rotazione produce degli aggregati di polvere che si accrescono secondo un andamento tipico. 2

3 L inclinazione del tamburo, la velocità di alimentazione e le sue dimensioni influenzano la dimensione dei granuli. 3

4 Nel caso di granulazione per spray drying la barbottina viene spruzzata (eventualmente per rotazione) in una camera contenente aria secca e cade sul fondo dove viene poi raccolta sotto forma di granuli. I vantaggi di questo secondo metodo sono quelli di ottenere granuli sferici e di dimensioni più controllate. 4

5 A seconda del tenore di legante presente nella sospensione (ovvero della deformabilità dell impasto) si possono ottenere anche granuli cavi che possono risultare maggiormente deformabili. 5

6 La pressatura rappresenta il processo fondamentale e più usato per la produzione dei ceramici. Le fasi critiche sono quelle del riempimento dello stampo (che avviene più facilmente con granuli che con la polvere), della rimozione dell aria (fase più lenta delle altre) e dell estrazione del verde dallo stampo (lo spring-back, proporzionale alla pressione utilizzata, può causare rotture). Anche per questo le pressioni utilizzate non superano quasi mai i 100 MPa. 6

7 Nella pratica industriale ci può essere un movimento relativo sia del maschio che della femmina per facilitare il riempimento e soprattutto l estrazione. Particolare attenzione va in particolare rivolta alla fase di estrazione. 7

8 La barbottina usata nella granulazione contiene sempre additivi: binder (per migliorare la resistenza meccanica del verde), plasticizzante (per limitare l attrito tra le polveri e rendere plastica la deformazione dei granuli fra particella e particella) e lubrificante (per facilitare lo scorrimento dei granuli nello stampo e l espulsione del verde dallo stesso). In genere per i ceramici avanzati la distribuzione granulometrica è più ristretta e le polveri sono più fini rispetto ai ceramici tradizionali. 8

9 Durante la pressatura si ha la riduzione dei pori intergranulari ma non di quelli intragranulari (fra le polveri). Solo utilizzando polveri duttili (per es. KBr) vengono annullati anche i pori intragranulari. Per ogni polvere (meglio, per ogni granulato) è definito in genere il rapporto di compattazione ovvero il rapporto massimo tra la densità del verde di inizio e fine pressatura. Si può osservare che anche applicando pressioni elevate non è possibile superare tale rapporto. LA densità del verde aumenta con la pressione applicata secondo un andamento sigmoidale in un diagramma semi-logaritmico. 9

10 La pressione ha come funzione quella di deformare i granuli e ridurre la porosità intergranulare. 10

11 All interno dello stampo nascono forti gradienti di pressione e quindi di densità. Questo è maggiormente vero quando non si usano lubrificante o plasticizzante, il riempimento non è uniforme, l altezza del componente è troppo elevata o la pressione è esagerata. 11

12 I gradienti di pressione possono generare laminazione (soprattutto in assenza di plasticizzante o lubrificante), distacco del tappo (soprattutto in oggetti alti, per riempimenti non uniformi o in caso di pressioni troppo elevate) o del bordo (soprattutto usando pressioni esagerate). 12

13 Per oggetti con rapporto L/D elevato o per una migliore qualità del verde si può usare la pressatura isostatica in modo da limitare i gradienti di pressione. Il processo può essere dry bag (lo stampo in gomma è collegato al contenitore in pressione) o wet bag (lo stampo è immerso nel liquido - olio). Possono quindi essere usate pressioni anche molto elevate. Lo svantaggio del metodo è quello di poter ottenere solo forme geometriche semplici. 13

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