Ceramizzazione superficiale

Ceramizzazione superficiale – spruzzatura al plasma e sintesi ad alta temperatura autopropagante
La spruzzatura al plasma produce un arco elettrico a corrente continua tra il catodo e l'anodo. L'arco ionizza il gas di lavoro trasformandolo in un plasma ad alta temperatura. La fiamma al plasma si forma per fondere la polvere e formare goccioline. Il flusso di gas ad alta velocità atomizza le goccioline e le espelle sul substrato. La superficie forma un rivestimento. Il vantaggio della spruzzatura al plasma è che la temperatura di spruzzatura è molto elevata, la temperatura centrale può superare i 10.000 K e può essere preparato qualsiasi rivestimento ceramico ad alto punto di fusione, con una buona densità e un'elevata forza di adesione. Lo svantaggio è che l'efficienza di spruzzatura è maggiore. Le attrezzature sono basse e costose, e i costi di investimento una tantum sono più elevati.

La sintesi ad alta temperatura autopropagante (SHS) è una tecnologia per la sintesi di nuovi materiali mediante autoconduzione di elevato calore di reazione chimica tra i reagenti. Presenta i vantaggi di apparecchiature e processi semplici, elevata efficienza produttiva, basso consumo energetico e assenza di inquinamento. Si tratta di una tecnologia di ingegneria superficiale particolarmente adatta per la protezione delle pareti interne delle tubazioni. Il rivestimento ceramico preparato con SHS presenta caratteristiche di elevata forza di adesione, elevata durezza e resistenza alla corrosione, che possono prolungare efficacemente la durata della condotta. Il componente principale del rivestimento ceramico utilizzato nelle condotte petrolifere è Fe+Al₂O₂. Il processo consiste nel miscelare uniformemente la polvere di ossido di ferro e la polvere di alluminio nel tubo di acciaio, quindi ruotare ad alta velocità nella centrifuga, quindi accendere tramite scintilla elettrica e bruciare la polvere. La reazione di spostamento si verifica per formare uno strato fuso di Fe+Al₂O₂. Lo strato fuso viene stratificato sotto l'azione della forza centrifuga. Il ferro si trova in prossimità della parete interna del tubo in acciaio, mentre l'alluminio forma un rivestimento ceramico interno lontano dalla parete del tubo.