Una ceramica tecnica è qualsiasi composto ceramico sviluppato per esibire caratteristiche molto specifiche per soddisfare le esigenze uniche di applicazioni esigenti. Questi includono materiali ceramici utilizzati in applicazioni aeronautiche, biomediche e meccaniche ad alte prestazioni. Le caratteristiche speciali comunemente riscontrate includono alti livelli di resistenza alle temperature estreme e all’abrasione ottenuti mediante l’aggiunta di ossidi e nonossidi come allumina, ceria e boruro alle basi ceramiche convenzionali. In alcuni casi, come composti ceramici tecnici possono essere utilizzati anche compositi ceramici particolati e rinforzati con fibre. I materiali ceramici tecnici possono essere utilizzati per produrre getti solidi in un unico pezzo o possono essere applicati a prodotti esistenti come rivestimento ad alte prestazioni.
La ceramica è uno dei materiali più antichi creati dall’uomo, con oggetti in ceramica risalenti a 27,000 anni, che danno un’idea della longevità dell’associazione dell’uomo con il materiale. In sostanza, le ceramiche sono composti inorganici di natura cristallina o amorfa formati dall’esposizione di materie prime a calore estremo seguito da un processo di raffreddamento naturale e non forzato. Sebbene la ceramica si trovi in una miriade di forme che vanno dalle tazze da caffè alle piastrelle per pavimenti, ci sono quattro classificazioni ampiamente accettate del materiale. Si tratta di ceramiche strutturali come tubi e piastrelle, ceramiche refrattarie compresi i rivestimenti dei forni, articoli bianchi come stoviglie e ceramiche tecniche ad alte prestazioni.
Di questi gruppi, le ceramiche tecniche sono le più sofisticate e utilizzate nelle applicazioni più impegnative. Le applicazioni includono piastrelle dello scudo di rientro della navetta spaziale, ogive dei missili balistici e i rivestimenti delle pale delle turbine nei motori a reazione. Anche i cuscinetti ad alte prestazioni, i bruciatori a gas e alcuni inserti per giubbotti antiproiettile sono realizzati in ceramica tecnica. Gli impianti biomedici come i ponti dentali sono un’altra destinazione comune per queste ceramiche high-tech. Queste applicazioni altamente impegnative richiedono che i composti ceramici possiedano livelli estremi di integrità meccanica pur rimanendo sterili e strutturalmente stabili.
La maggior parte dei composti ceramici tecnici iniziano come basi ceramiche convenzionali e sono imbevuti delle loro eventuali caratteristiche specialistiche tramite l’aggiunta di altri elementi. Questi includono ossidi come allumina, zirconia e ceria, o nonossidi inclusi carburo, boruro e nitruro. I materiali ceramici tecnici possono anche essere creati formando compositi di ceramiche convenzionali con rinforzo in particelle o fibre. Questi additivi ed elementi compositi creano efficacemente gruppi specifici di strutture ceramiche cristalline nel materiale di base che conferiscono ai prodotti finali le loro eccezionali prestazioni. Gli articoli che richiedono le caratteristiche uniche della ceramica tecnica possono essere realizzati come getti pieni o rivestiti con uno strato di materiale ceramico.