Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi è un progetto di ricerca realizzato presso il gruppo Italcer SB, produttore europeo di pavimenti e rivestimenti ceramici di alta gamma. La ricerca è incentrata sulla progettazione, sviluppo e caratterizzazione di impasti per gres porcellanato. In particolare, si è tentato di progettare un impasto che restituisse delle buone prestazioni tecniche, sostituendo di volta in volta la parte plastica e fusibile con materie prime naturali commercializzate nel periodo attuale e con un occhio di riguardo anche all’ambiente e all’economia. La seconda parte della ricerca è improntata sull’ottimizzazione delle proprietà meccaniche dell’impasto scelto e in particolare sul miglioramento della tenacità a frattura che rappresenta ancora oggi una delle maggiori sfide per i materiali ceramici in generale. A tal fine, nell’impasto sono state aggiunte due materie prime di rinforzo: corindone calcinato e una materia prima seconda, commercializzata come corindone di scarto proveniente da sabbiatura profonda. In tutte le materie prime degli impasti prodotti sono state effettuate le analisi mineralogiche con il diffrattometro messo a disposizione dall’azienda e nei provini in gres porcellanato realizzati sono state ricavate le relative curve di sinterizzazione. In un secondo momento, sugli impasti scelti, sono state effettuate analisi microstrutturali attraverso la microscopia elettronica ed ottica integrata con l’analisi di immagine per visualizzare le porosità; infine sono state svolte prove meccaniche come la resistenza a flessione, modulo di Young, durezza e tenacità a frattura.
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Abstract
This thesis work is a research project carried out at the Italcer SB group, a European manufacturer of high-end ceramic floor and wall tiles. The research focuses on the design, development and characterization of porcelain stoneware mixes. In particular, an attempt was made to design a mix that would provide good technical performance, replacing the plastic and fusible part with natural raw materials currently marketed and with an eye also to the environment and the economy. The second part of the research focuses on the optimization of the mechanical properties of the chosen mix and in particular on the improvement of fracture toughness, which still represents one of the major challenges for ceramic materials in general. To this end, two reinforcing raw materials were added to the mix: calcined corundum and a second raw material, marketed as waste corundum from deep sandblasting. Mineralogical analyses were carried out on all the raw materials of the mixtures produced with the diffractometer provided by the company and the relative sintering curves were obtained on the porcelain stoneware samples produced. Subsequently, microstructural analyses were carried out on the selected mixtures using electronic and optical microscopy integrated with image analysis to visualise the porosity; finally, mechanical tests were carried out such as flexural strength, Young's modulus, hardness and fracture toughness.
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