Quali sono le sostanze abrasive

Quando sentiamo nominare il termine “sostanze abrasive” saltiamo per aria immaginando qualche liquido che può danneggiarci. Non è sempre così, in questa categoria ci sono tante sostanze di tipo diverso ed è necessario fare delle distinzioni. Gli abrasivi possono ad esempio risultare anche molto utili in certi settori industriali e in qualche lavoro domestico. Prendiamoci quindi il tempo di capire quali sono le sostanze abrasive e come si comportano. Solitamente vengono usate sotto forma di polvere; applicati a fogli di carta o tela; oppure sinterizzati per formare mole o pietre abrasive.

Sostanze abrasive: caratteristiche

Sono sostanze usate nelle lavorazioni meccaniche perché particolarmente dure. Possono essere naturali ma anche artificiali e non sono una scoperta recente, venivano estratte ed utilizzate anche ai tempi dell’Antica Grecia. In particolare esistono delle testimonianze dell’estrazione di smeriglio, a Naxos, e di pomice, nelle isole Eolie.

Vediamo meglio come si comportano. Oltre ad essere molto dure, hanno una natura cristallina e un livello di fragilità minimo. La durezza resta sicuramente la caratteristica che le rende speciali ed è quindi anche quella che siamo più interessati a misurare per capire quanto è abrasiva una sostanza e fino a che punto possiamo sfruttarla per le sue proprietà.

La scala di Mohs è il metodo più antico e semplice. Si prendono 10 specie minerali di durezza crescente e si valuta man mano quando la nostra sostanza riesce a non essere da essi scalfita. La Scala di Knoop è un po’ più precisa e misura la durezza in kg/mm2, si usano i durometri che fanno pressione con una punta di diamante sul materiale da valutare.

Anche la natura chimica di queste sostanze è un elemento importante da conoscere, per capire anche come si comportano quando entrano in contatto con altre, e poi c’è quella che viene chiamata la tenacità. Non è un errore di digitazione, si chiama proprio così la resistenza meccanica di un abrasivo che diventa importante quando si effettuano operazioni di smerigliatura. In alcuni casi si guarda anche la grana, il diametro dei suoi grani, più è piccolo più la grana è grande, meno rugosità ci sono e cresce la velocità di esercizio.

Sostanze abrasive: a cosa servono

Chi lavora nel settore sa quanto sono utili le sostanze abrasive, e possono essere impiegate in modo molto diverso. Per l’affilatura e per il taglio, ad esempio, ma anche per creare dei saponi abrasivi o delle paste abrasive. Ed è solo una parte dei possibili utilizzi.

Sostanze abrasive: quali sono

Iniziamo a dividere queste sostanze in due grandi categorie, piuttosto facili da individuare: quelle naturali e quelle artificiali. Tra le prime troviamo molte pietre note come il quarzo, la silice, la pomice, l’arenaria, il diamante, lo smeriglio e il granato. Tra le artificiali ci sono gli ossidi di alluminio, di ferro, l’azoturo di boro, il carburo di silicio, il vetro, il carburo di boro.

Vediamone meglio alcune partendo dal diamante, una delle sostanze più dure al mondo. Al di là dei gioielli, in ambito industriale lo troviamo spesso utilizzato, nelle sue varietà meno pregiate come il Ballas e il carbonado ma soprattutto il Bort, di colore grigio o nero e con una struttura microcristallina ad elevata continuità. Questo diamante speciale viene usato sia per lavorare i diamanti ornamentali sia per trattare i metalli e per tagliare il silicio per i semiconduttori. Lo possiamo trovare inserito anche in agglomerati ceramici, metallici oppure inglobato in resine, per essere adoperato su mole, seghe e sonde per la trivellazione.

L’altro materiale abrasivo naturale su cui ci soffermiamo è il quarzo, pietra cristallina ed incolore utilizzata per la produzione di abrasivi flessibili oppure come polvere, da aggiungere ad alcuni detersivi. A livello industriale può essere usato nelle operazioni di sabbiatura di materiali metallici e nella pulizia del vetro e metalli. E la pietra pomice? In apparenza sembra friabile e invece è abrasiva, usata soprattutto in polvere nella confezione di detergenti domestici e per la pulitura di metalli.

Abrasivi artificiali

Sono sempre più utilizzati al posto di quelli naturali, hanno origine sintetica e possono essere “studiati a tavolino” in modo che abbiamo caratteristiche più stabili possibili. Vediamo qualche esempio anche se i nomi non ci diranno molto se non lavoriamo in un campo tecnico. Il diamante sintetico replica quello naturale ma riesce ad essere piú duro e allo stesso tempo più conveniente a livello di costi. La prima a produrlo fu la General Electric nel 1955. Il Carburo di boro si ottiene da una reazione chimica effettuata all’interno del forno elettrico in cui si fa reagire l’anidride borica con carbone in eccesso. La sostanza ottenuta, come polvere, viene usata per la lavorazione delle pietre dure e vetri ottici.

Il Nitruro di boro cubico è la seconda sostanza più dura dopo il diamante, è artificiale e viene inserita nelle lame per il taglio dei meteoriti anche perché resiste a temperature molto più alte rispetto agli abrasivi a base di diamante.

Pubblicato da Marta Abbà il 27 Gennaio 2020