Cos’è la vetroceramica, come viene prodotta e perché si usa anche per i piani cottura

La vetroceramica è un materiale policristallino infrangibile e resistente alla corrosione, sviluppato nel 1952 a causa di un malfunzionamento del termostato di una fornace che portò il vetro al suo interno oltre i 1000 °C. Il chimico S.D. Stookey trovò il vetro ricoperto di un fine strato bianco e osservò che non presentava la caratteristica fragilità del vetro. Fu cosi che nacque la vetroceramica, un materiale capace di avere le caratteristiche migliori del vetro e della ceramica grazie alla presenza di una fase amorfa, tipica del vetro, e una fase cristallina, tipica della ceramica. Vengono prodotte tramite una ricristallizzazione controllata.

Che materiale è la vetroceramica e come viene prodotta

La vetroceramica ha una struttura in parte vetrosa (quindi amorfa) e in parte cristallina. La sua fabbricazione si compone inizialmente dei passaggi tipici della produzione del vetro: un materiale amorfo, trasparente e duro ma fragile. Il vetro viene poi riscaldato ad alte temperature (tra i 750-1150 °C) per indurre la ricristallizzazione parziale. Si può definire vetroceramica quando la frazione di fase cristallina supera il 50% (in alcuni casi può raggiungere anche il 95%), e solitamente per favorirla si aggiungono degli agenti nucleanti che aiutano anche a controllare il processo.

Durante l'accrescimento dei grani cristallini si aggiungono elementi o composti insolubili che garantiscono proprietà fondamentali, alcuni esempi sono oro, argento, platino o palladio (metalli) o anche ossido di titanio o anidride fosforica (non metalli). I principali tipi di vetroceramica si distinguono a seconda dei composti aggiunti:

1. Ossido di Litio, ossido di Alluminio e ossido di Silicio: LAS, resistenti agli shock termic, fattori di dilatazione termica nulli ed elevate proprietà chimico-meccaniche;
2. Ossido di Mangnesio, ossido di Alluminio e ossido di Silicio: MAS, elevata resistenza meccanica ad alte temperature;
3. Ossido di Zinco, ossido di Alluminio e ossido di Silicio: ZAS, utilizzate nel settore meccanico;

Dai piani a induzione ai telescopi spaziali: perché il suo utilizzo è sempre più frequente

Le proprietà della vetroceramica la rendono un materiale davvero versatile. Per esempio, è in grado di sopportare sbalzi termici estremi senza rompersi, il che la rende ideale per applicazioni che prevedono alte temperature, come piani cottura a induzione e caminetti. Un’altra caratteristica notevole è la superficie resistente ai graffi, che la rende perfetta per ambienti dove l’usura è un problema, come la ricostruzione dentale.

Inoltre, la vetroceramica presenta un coefficiente di espansione termica quasi nullo, ovvero rimane stabile e non si deforma, nemmeno con grandi variazioni di temperatura (fino a 700 °C circa). Infine, anche l’aspetto estetico gioca un ruolo importante: la vetroceramica è disponibile in molte finiture e colori, adattandosi perfettamente a progetti moderni e di design.

Ma la vetroceramica non viene utilizzata solo in oggetti di design o in cucina. In astronomia, è utilizzata in strumenti di alta precisione come il Telescopio Spaziale Hubble, grazie alla sua stabilità dimensionale e resistenza al calore. Anche l’industria aerospaziale sfrutta la vetroceramica per componenti esposti a temperature estreme. Oggi, molte vetroceramiche per oggetti comuni sono prodotte riciclando vetro industriale, rappresentando così una scelta più sostenibile per l’ambiente.

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