Ceramica zirconia: Il materiale super resistente che si nasconde in bella vista

Vi è mai capitato di mordere qualcosa di duro e di temere di scheggiarvi un dente? O vi siete chiesti perché alcuni coltelli rimangono affilati più a lungo di altri? È qui che entra in gioco la ceramica di zirconio, un potere sottovalutato che è resistente, brillante e si presenta in ogni sorta di luoghi inaspettati. È fatta di biossido di zirconio, un modo elegante per dire che deriva dall'elemento zirconio, che proviene da minerali come lo zircone. Mi ci sono imbattuta per la prima volta durante l'acquisto di un nuovo orologio; la lunetta era in zirconia, antigraffio e splendente come nuova anche dopo anni di usura. Mi ha spinto a saperne di più su come questo materiale combini la durezza del diamante con la praticità del mondo reale.

Ciò che contraddistingue la zirconia è la sua straordinaria combinazione di resistenza e resilienza. Nella scala di durezza Mohs, si aggira intorno a 8,5, il che significa che è al pari degli zaffiri e che può sopportare le botte senza incrinarsi facilmente. La salsa segreta è la "tempra di trasformazione": quando lo stress colpisce, la struttura cristallina si trasforma, assorbendo l'energia e bloccando le crepe. È quasi come se il materiale si difendesse. Inoltre, conduce a malapena il calore, evita la corrosione e non reagisce con le sostanze chimiche, rendendolo super sicuro per il contatto con il corpo. Detto questo, l'ossido di zirconio grezzo può essere difficile da trattare: cambia fase ad alte temperature, quindi lo trattiamo con materiali come l'ittrio o la magnesia per bloccarlo in una forma stabile. Senza di ciò, si espanderebbe e si romperebbe con gli sbalzi di temperatura.

Anche la storia è piuttosto interessante. Lo zirconio è stato individuato nel 1700 nelle pietre preziose, ma l'ossido di zirconio come ceramica resistente è decollato solo negli anni Settanta. Uno scienziato australiano, Ron Garvie, ha decifrato il codice per renderlo resistente e lo ha soprannominato "acciaio ceramico" per la sua grinta simile al metallo, ma senza il peso. Oggi lo si produce pressando la polvere di ossido di zirconio in forme e cuocendola ad altissime temperature in un processo chiamato sinterizzazione. L'approvvigionamento della materia prima non è una passeggiata: la maggior parte proviene dall'Australia o dal Sudafrica ed è costosa a causa della raffinazione necessaria.

L'ossido di zirconio si trova ovunque, se si inizia a cercare. In odontoiatria, è una novità assoluta: corone e ponti che imitano i denti veri, super resistenti e senza allergie al metallo. Il mio dentista vi è passato anni fa e i pazienti amano la sensazione di naturalezza. Dal punto di vista medico, sono utilizzati nelle protesi articolari come le anche e le ginocchia: durano più di 20 anni con un'usura minima. I professionisti della cucina sono entusiasti delle lame in zirconia: mantengono il filo per sempre e non si arrugginiscono o macchiano. Per quanto riguarda l'aspetto estetico, la zirconia cubica imita in modo convincente i diamanti, ma la versione di fascia alta è utilizzata negli orologi e nei gioielli di lusso per ottenere una lucentezza imbattibile. Dal punto di vista tecnologico, è presente nei sensori di ossigeno delle automobili, nelle celle a combustibile che spingono l'energia verde e persino negli isolanti dei gadget. L'industria aerospaziale lo utilizza per le parti che sopportano il calore intenso senza deformarsi.

Certo, ha delle stranezze. Nei luoghi umidi, può degradarsi lentamente nel tempo - un fenomeno chiamato degradazione a bassa temperatura - per cui le continue modifiche mirano ad aumentarne la resistenza. Il riciclaggio è in aumento per ridurre l'impatto ambientale e la stampa 3D sta aprendo le porte a pezzi personalizzati per qualsiasi cosa, dagli impianti medici alle attrezzature spaziali.

Nel complesso, la ceramica a base di zirconio è un prodotto silenzioso: elegante ma infrangibile, con radici terrene e vibrazioni high-tech. Nel nostro mondo dell'usa e getta, è rinfrescante avere qualcosa costruito per durare. La prossima volta che vedrete un anello impeccabile o un impianto duraturo, è probabile che la zirconia sia l'eroe non celebrato che lo ha realizzato.