Il vetro di allumina \u00e8 un materiale estremamente resistente agli agenti chimici e termici, con un'elevata resistenza, bassi livelli di conducibilit\u00e0 elettrica ed estrema durezza (scala 9 Mohs). L'allumina \u00e8 spesso presente nella composizione di prodotti ceramici avanzati, come i dispositivi di visione notturna o le ogive dei missili a ricerca di calore.<\/p>\n
L'allumina \u00e8 un materiale estremamente duro, secondo solo al diamante in termini di durezza. Grazie alla sua durata, l'allumina \u00e8 un ingrediente eccellente nella produzione di vetro e ceramica, in particolare di ceramiche tecniche o avanzate progettate per ambienti difficili e che richiedono una resistenza superiore alla pressione e all'usura. L'allumina pu\u00f2 anche essere combinata con altri materiali per produrre diversi tipi di vetro e ceramica.<\/p>\n
Gli scienziati hanno condotto studi per aumentare la durata dell'ossido di alluminio. Hanno provato a mescolarlo con ossidi metallici come quelli di tungsteno e scandio per aggiungere forza e duttilit\u00e0; alla fine hanno creato un tipo di vetro completamente nuovo che si \u00e8 dimostrato resistente sia alla chimica che agli shock termici, rendendolo adatto a finestre blindate, dispositivi di visione notturna e ogive di missili a ricerca di calore.<\/p>\n
I ricercatori hanno scoperto che il vetro di allumina pu\u00f2 essere prodotto con tecniche simili a quelle dei vetri di silice tradizionali, ma ha una maggiore plasticit\u00e0 grazie al fatto di essere un materiale amorfo con spazi vuoti nella sua struttura atomica che consentono di dissipare l'energia muovendosi senza incrinarsi; i vetri di silice tradizionali, invece, tendono a essere fragili perch\u00e9 i loro atomi non possono muoversi liberamente sotto sforzo e si rompono in frammenti.<\/p>\n
Nel processo di produzione, la polvere di allumina viene granulata a spruzzo con alcool polivinilico per formare un corpo verde che pu\u00f2 essere trasformato in vari tipi di vetro e ceramica. I granuli vengono poi sottoposti a trattamenti termici mediante pressatura a secco o colata a iniezione e possono essere ulteriormente lavorati mediante levigatura e stampaggio per ulteriori fasi di lavorazione, prima di essere infine sottoposti a un trattamento di ricottura che aumenta la durezza e la tenacit\u00e0 dei prodotti in vetro di allumina.<\/p>\n
L'allumina \u00e8 un additivo sempre pi\u00f9 diffuso nella produzione del vetro grazie alla sua capacit\u00e0 di aumentare la forza meccanica e la resistenza agli shock termici. Inoltre, la sua natura insolubile la rende immune da condizioni acide, mentre la sua resistenza all'usura la rende adatta a contenitori o lampade a scarica ad alta intensit\u00e0.<\/p>\n
Il vetro \u00e8 notoriamente fragile perch\u00e9 la sua energia meccanica non pu\u00f2 essere dissipata in modo efficace quando si deforma, ma si concentra in corrispondenza di difetti microscopici e crea concentrazioni localizzate di stress e crepe taglienti che si propagano rapidamente e portano alla frantumazione. Il vetro allumina offre soluzioni potenziali in quanto ostacola la propagazione delle punte delle cricche quando si propagano, riducendo le possibilit\u00e0 di frattura e, in ultima analisi, migliorando la resistenza del vetro e la frantumazione.<\/p>\n
L'allumina offre molte propriet\u00e0 desiderabili che la rendono un componente ricercato nella produzione del vetro, tra cui la sua duttilit\u00e0. L'allumina aumenta la resistenza alla trazione, la tensione superficiale e la lucentezza, oltre ad allungare il campo di lavoro, diminuire la tendenza alla devetrificazione e aumentare la resistenza agli attacchi acidi. Inoltre, presenta una bassa pressione di vapore, un basso tasso di espansione ed \u00e8 relativamente privo di impurit\u00e0 rispetto ai materiali alternativi utilizzati.<\/p>\n
Anche se costosa, l'aggiunta di allumina alla formulazione di un vetro per i suoi numerosi vantaggi ne vale la pena. Tuttavia, poich\u00e9 l'allumina \u00e8 insolubile nei vetri silicati, di solito deve essere aggiunta come fonte di alcali nei silicati di soda (SLS) e nei borosilicati, per aumentare la temperatura di fusione e migliorare le propriet\u00e0 fisiche dell'impasto, come il controllo del ritiro e l'adesione delle sospensioni, oltre a contribuire alla sinterizzazione.<\/p>\n
Le ceramiche di allumina, che sono materiali isolanti altamente resistenti al calore e alle sostanze chimiche, trovano numerose applicazioni in diversi settori, come lenti e finestre ottiche, dispositivi per la visione notturna, ogive per missili a ricerca di calore e armature con supporto in UHMWPE per offrire una protezione balistica sufficiente dalle minacce dei fucili. Le ceramiche di allumina giocano un ruolo chiave anche in alcuni progetti di armature per il corpo; la loro combinazione con il supporto in fibra aramidica offre una protezione balistica sufficiente.<\/p>\n
L'allumina pu\u00f2 essere utilizzata in molti prodotti diversi, tra cui refrattari, ceramiche e abrasivi. L'allumina \u00e8 una delle forme di ossido di alluminio pi\u00f9 frequentemente prodotte nella produzione industriale, con oltre 115 milioni di tonnellate prodotte ogni anno. L'allumina serve anche come materia prima in molti processi metallurgici e nell'industria chimica, tra cui la produzione di lubrificanti, composti di lucidatura e produzione di vetro.<\/p>\n
I ricercatori della Tampere University of Technology in Finlandia hanno sintetizzato con successo pellicole microscopiche di allumina altamente flessibili, che si allungano fino a 8% prima di rompersi. Questa cifra supera il limite di estensibilit\u00e0 della silice di 2-2% e dimostra che l'allumina \u00e8 molto pi\u00f9 duttile di quanto si pensasse.<\/p>\n
In contrasto con le qualit\u00e0 di fragilit\u00e0 del vetro di silice, il vetro di allumina vanta un'elevata duttilit\u00e0. Ci\u00f2 \u00e8 dovuto alla maggiore concentrazione di ossido di alluminio, che lo rende pi\u00f9 flessibile. Inoltre, il suo punto di fusione pi\u00f9 basso rispetto alla silice ne semplifica la lavorazione e rende la modellazione dell'allumina in varie forme un aspetto integrante della produzione del vetro.<\/p>\n
Il vetro allumina trova numerose applicazioni nei materiali aerospaziali e nelle vetroceramiche. Possiede propriet\u00e0 uniche, tra cui un basso coefficiente di espansione e un'elevata resistenza alla trazione, una buona resistenza chimica, un'estrema durezza, la trasparenza ottica e una bassa conducibilit\u00e0 elettrica - caratteristiche che rendono il materiale molto utilizzato nei finestrini degli aerei, nei parabrezza delle auto, nei dispositivi per la visione notturna e nei coni nasali dei missili a ricerca di calore.<\/p>\n
Il vetro pu\u00f2 essere trasformato in numerosi prodotti, da contenitori e bottiglie a isolanti e rivestimenti in film sottile. Pu\u00f2 anche essere fuso per formare lastre spesse o rivestimenti a film sottile; e persino soffiato in tubi per reti di comunicazione a fibre ottiche e applicazioni per celle solari. L'allumina viene utilizzata anche come parte di refrattari ceramici o materiali per la lucidatura, come sostanza abrasiva o addirittura come ritardante di fiamma.<\/p>\n
La produzione del vetro \u00e8 un processo intricato. Gli ingredienti devono essere selezionati con cura per produrre una miscela ideale di componenti refrattari e non refrattari. La sabbia utilizzata per formare il vetro deve contenere percentuali adeguate di magnesia, silice, titania o zinco. Anche gli alcali e la soda devono essere in proporzioni adeguate, poich\u00e9 queste aggiunte possono influire sulla temperatura di fusione e sulla viscosit\u00e0, influenzando di conseguenza la duttilit\u00e0 del vetro.<\/p>\n
Un tempo i ricercatori credevano che la composizione chimica del vetro determinasse la sua fragilit\u00e0 o duttilit\u00e0; tuttavia, recenti esperimenti hanno dimostrato il contrario. Secondo Erkka Frankberg della Tampere University of Technology in Finlandia e i suoi colleghi, la struttura gioca un ruolo pi\u00f9 importante. Hanno scoperto che il vetro di allumina pu\u00f2 essere flessibile in condizioni di carico non vincolato; questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a creare vetri flessibili che non si frantumano in caso di impatto.<\/p>\n
Il vetro allumina \u00e8 un tipo di vetro amorfo creato da alluminosilicati contenenti ossido di alluminio. Il vetro di allumina \u00e8 un materiale estremamente resistente e pu\u00f2 sopportare sollecitazioni significative. Questa tenacit\u00e0 \u00e8 dovuta alla sua struttura atomica unica che dissipa l'energia attraverso la riformazione dei legami piuttosto che attraverso la rottura, a differenza della silice che contiene spazi vuoti che impediscono ai suoi atomi di spostarsi quando le sollecitazioni colpiscono.<\/p>\n
L'allumina amorfa \u00e8 difficile da produrre e gli scienziati hanno faticato a comprenderne le propriet\u00e0 fisiche. Tuttavia, le simulazioni di dinamica molecolare offrono un modo potente per studiarne le strutture e le propriet\u00e0; le simulazioni di dinamica molecolare consentono agli scienziati di studiare queste caratteristiche con grande dettaglio, compresa l'analisi vibrazionale dei gruppi cationici all'interno delle sue strutture e i problemi di stabilit\u00e0 che sorgono durante i processi di formazione del vetro, fornendo una visione essenziale del perch\u00e9 queste sostanze presentano una duttilit\u00e0 eccezionale.<\/p>\n
La spettroscopia Raman pu\u00f2 fornire un altro metodo utile per caratterizzare l'allumina. Rivela la formazione di fasi cristalline all'interno delle vetroceramiche e fa luce sul loro utilizzo come modificatori di rete e compensatori di carica, sulle variazioni del grado di polimerizzazione, sulle separazioni di fase e sulla distribuzione dell'acqua nei vetri alluminosilicati.<\/p>\n
Gli spettri FTIR dell'allumina variano da 380 a 630 cm-1 a seconda della fase e del metodo di preparazione, con lunghezze d'onda di picco indicative di ioni di ossigeno a tripla coordinazione o di moti fuori piano nelle sue molecole che influiscono sulle propriet\u00e0 meccaniche.<\/p>\n
I ricercatori hanno sviluppato un processo innovativo per la produzione di massa di pellicole microscopiche di allumina. Basata sull'anodizzazione dell'alluminio in soluzioni acide, questa tecnica permette di anodizzarlo con diverse composizioni chimiche, dimensioni dei pori e microstrutture per diverse applicazioni chimiche, dalla colorazione decorativa agli schermi antisfondamento.<\/p>\n
L'allumina anodica porosa \u00e8 un materiale indispensabile sia nelle nanotecnologie che nelle applicazioni della scienza del vetro, in quanto fornisce modelli atomistici precisi per la transizione vetrosa. Cambiando la specie di elettrolita e la tensione, le sue propriet\u00e0 atomistiche possono essere identificate e studiate ulteriormente.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alumina glass is an extremely chemical and thermal resistant glass material with high strength, low electric conductivity levels and extreme […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-642","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/642","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=642"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/642\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":643,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/642\/revisions\/643"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=642"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=642"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=642"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}