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Una introducción en los Materiales Cerámicos




Enviado por Jorge Jacomino



Partes: 1, 2

  1. Una
    Introducción en los Materiales
    Cerámicos
  2. El mercado de las
    cerámicas
  3. Futuros temas de
    desarrollo de las cerámicas
  4. Estructura de las
    cerámicas
  5. Propiedades
    mecánicas y térmicas de las
    cerámicas
  6. Procesos de
    fabricación de las cerámicas
  7. Síntesis de
    los polvos cerámicos
  8. Caracterización de los materiales
    cerámicos
  9. Procesamiento de
    los materiales cerámicos
  10. Características de los materiales
    cerámicos sinterizados
  11. Conclusiones
  12. Bibliografía

Una Introducción
en los Materiales Cerámicos

1.1. GENERALIDADES.

Definiciones.

En primera aproximación puede decirse que los
materiales cerámicos son aquellos materiales
químicamente definidos como inorgánicos y no
metálicos, sin embargo, esta definición engloba a
las rocas y a muchos minerales que se encuentran en la naturaleza
que no son considerados como cerámicos [3].

Pueden ser definidas también, como un compuesto
sólido que se obtiene por la aplicación de calor y
en ocasiones con la combinación de calor y presión,
comprimiendo por lo menos dos elementos con la condición
que uno de ellos es un no-metal o un elemento sólido
no–metálico. El otro elemento(s) puede ser un
metal(s) u otro elemento sólido no-metálico
[4].

Un concepto un tanto simple fue dada por Kingery, quien
señala que "una cerámica es un sólido
inorgánico no-metálico" [5]. En otras palabras lo
que no es un metal, un semiconductor o un polímero, es una
cerámica.

En general, se consideran únicamente como
materiales cerámicos aquellos que han sido producidos por
el hombre de forma artificial. Etimológicamente,
cerámica es un término que viene del griego
keramos, cuyo significado puede traducirse como hacer
alfarería.

El término cerámica se utilizaba en el
pasado para referirse al arte de producir artículos
mediante la técnica de la alfarería. Las
cerámicas tradicionales son materiales dedicados en
general a la construcción (arcillas, cemento, gres…) y a
usos aplicados en el hogar y la industria (loza, porcelana…).
En la actualidad se incluye dentro de los materiales
cerámicos a los óxidos, carburos, nitruros,
boruros, y compuestos de ellos. Mientras que las cerámicas
tradicionales tienen más de 3 000 años de
antigüedad, la existencia de los compuestos cerámicos
es mucho más reciente, sin que en muchos casos supere los
30 años. Las compuestos cerámicos se han
desarrollado, modificando mediante nuevas técnicas de
producción, alguno de los diferentes niveles de la
estructura del material, desde el nivel atómico y la
microestructura hasta la forma definitiva del
componente.

Uno de los usos que más auge está
experimentando actualmente es el empleo de materiales
cerámicos como componentes estructurales. Las
cerámicas estructurales son aquellas en las que la mejora
de las propiedades se ha centrado en los aspectos
mecánicos. Estos usos requieren materiales con alta
resistencia en diversas condiciones ambientales, capaces de
soportar elevadas temperaturas y resistentes a la
corrosión y oxidación [6].

Los materiales cerámicos ofrecen una sustancial
rebaja en el peso frente a otros materiales como los metales y
cubren un amplio espectro de usos tan dispares como componentes
de vehículos espaciales o implantes dentales
[7].

En 1822 por primera vez se hicieron refractarios de
sílice. Aunque ellos contenían arcilla, el proceso
cerámico tradicional de modelado, secado, y horneado fue
usado para hacerlos. Así el término
"cerámica", mientras mantenía su sentido original
de un producto hecho de la arcilla, empezó a incluir otros
productos hechos por el mismo proceso industrial. El campo de los
cerámicas puede ser definido como "el arte y ciencia de
hacer y usar el artículos sólido que contienen como
su componente esencial un cerámica" [6]. Esta
definición abarca la purificación de las materias
primas, el estudio y producción de los compuestos
químicos involucrados en su composición y el
estudio de la estructura, composición y
propiedades

Tipos de cerámicas y sus
aplicaciones.

Usando la definición dada en el epígrafe
anterior se puede observar la larga lista de materiales
cerámicos. Las aplicaciones para estos materiales es muy
diversa, desde los ladrillos y azulejos a los componentes
electrónicos y magnéticos. Estas aplicaciones usa
la amplia gama de propiedades exhibida por las cerámicas.
Algunas de estas propiedades se pueden observar en la Tabla 1.1
con ejemplos de cerámicas específicas y
aplicaciones. Las funciones de los productos cerámicos van
a depender de su la composición química y la
microstructura que a van determinar sus propiedades. El elemento
principal del diseño en la ciencia e ingeniería de
materiales es la relación mutua entre la estructura y las
propiedades.

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Adicionalmente se puede encontrar que se pueden dividir
las cerámicas de acuerdo con sus propiedades y
aplicaciones y que es común la clasificación de
ellas en tradicionales o avanzadas. Las cerámicas
tradicionales incluyen los artículos del gran volumen como
son los ladrillos, azulejos, la taza de baño y
alfarería. Las cerámicas avanzadas incluyen los
materiales más nuevos como el receptor láser, las
cerámicas piezoeléctricas, las cerámicas
para las memorias de acceso aleatorio (DRAMs), etc.
frecuentemente producidas en pequeñas cantidades con los
precios más altos.

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