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Trattamento polveri, reazioni e sintesi

ISTEC studia come ottenere materiali ceramici performanti e processi efficienti attraverso il cosiddetto approccio colloidale. La scelta delle formulazioni e la manipolazione delle polveri rientrano tra le fasi del processo di produzione sulle quali intervenire per avere un adeguato controllo delle proprietà delle sospensioni ceramiche:
  • barbottine
  • impasti
  • inchiostri
  • smalti
in relazione all’applicazione cui sono destinate:
  • colaggio in stampi
  • colaggio su nastro
  • serigrafia
  • stampa a getto d'inchiostro
  • deposizione elettroforetica

L’analisi si basa su:

  • caratterizzazione e studio del comportamento reologico delle sospensioni ceramiche, comportamento che influenza direttamente la resa delle applicazioni;
  • studio della stabilità colloidale, che è fortemente influenzata dal modo con cui gli additivi introdotti nel sistema interagiscono con le polveri ceramiche e dalla quale dipende in larga misura la reologia dei sistemi.
Il controllo della stabilità colloidale e della reologia sono aspetti critici in tutti i processi di produzione di materiali ceramici, specialmente per sistemi contenenti polveri nanometriche. ISTEC si occupa di questi temi sia dal punto di vista prettamente scientifico, al fine di comprendere i meccanismi che stanno alla base dei comportamenti osservati, sia da quello tecnologico, al fine di applicare tali conoscenze per:
  • migliorare le rese dei processi produttivi (con conseguente riduzione dei costi di esercizio e degli scarti)
  • incrementare la qualità dei prodotti
  • risolvere problemi impiantistici imputabili alla non corretta reologia dei sistemi
  • studiare formulazioni per nuovi materiali
Strumentazione disponibile
  • Granulometro Sedigraph 5100 (Micromeritics) per la determinazione della distribuzione di dimensioni di particelle (comprese tra 0.1 e 300 µm) basato sulla misura dell'attenuazione che un fascio di raggi X subisce nell'attraversare una sospensione diluita in quiete.
  • Microscopio elettronico a scansione Stereoscan 360 (Leica Cambridge Instruments) con risoluzione di 5 nm (a 40 keV), equipaggiato di rivelatore a dispersione di energia (EDS) INCA Energy 300 (Oxford Instruments) per l'analisi chimica degli elementi.
  • Strumenti per la determinazione dell'area superficiale di polveri mediante adsorbimento di azoto (metodo BET a punto singolo):FlowSorb II 2300 (Micromeritics) e Sorpty 1750 (Carlo Erba)
  • Picnometro ad elio Multivolume Pycnometer 1305 (Micromeritics)per la determinazione della densità di polveri.
  • Spettroscopio elettroacustico AcoustoSizer II (Colloidal Dynamics)per la determinazione del potenziale zeta di particelle in sospensione (acquosa o in solvente organico) con dimensioni comprese tra 0.1 e 10 µm. Dotato di sistema automatico di titolazione per la determinazione del punto isoelettrico (titolazione acido-base) o dell'effetto di deflocculanti o tensioattivi. Implementato con un metodo di attenuazione acustica per la determinazione delle dimensioni delle particelle (fino a 20 nm).
  • Strumentazioni per la caratterizzazione reologica, vai alla pagina "Analisi reologica di sistemi colloidali".

Tensiometro ottico OCA15+ (DataPhysics) con videocamera CCD con risoluzione massima 752 x 582, dispensatore automatico di gocce, dispositivo per il riscaldamento della siringa e camera di termostatazione TFC100. Consente di determinare l'angolo di contatto liquido-solido (metodo goccia sessile), la tensione superficiale di liquidi (metodo della goccia pendente) e le energie superficiali di solidi (metodo dens-Wendt) con le relative componenti polari e disperse, e l'energia interfacciale liquido-liquido.

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