Una introducción en los Materiales Cerámicos (página 2)

Otras características que separan estas
categorías. Las cerámicas tradicionales son
normalmente basadas en la arcilla y sílice.

Existe la tendencia a vincular las cerámicas
tradicionales con la baja tecnología, sin embargo a menudo
se usan técnicas avanzadas de fabricación. La
competición entre productores ha causado que el
procesamiento sea más eficaz y que disminuyan los costos.
Complejas herramientas y maquinarias se usan a menudo y se
acoplan con mando asistido por computadora. Los cerámicos
avanzados también son llamados "especiales",
"técnicos" o "ingenieros" las cerámicas. Ellos
exhiben propiedades mecánicas superiores, alta resistencia
a la corrosión y propiedades eléctricas,
ópticas, y/o magnéticas. Mientras las
cerámicas tradicionales basadas en arcilla se han usado
hace mas de 25 000 años, las cerámicas avanzadas
han sido desarrolladas generalmente dentro de los últimos
100 años. La figura 1.1 muestra una comparación
entre las cerámicas tradicionales y avanzadas referidas a
las materias primas usadas, el proceso de obtención y
moldeo y los métodos usaron para la
caracterización.

Figura 1.1 Diferentes aspectos
comparativos entre las cerámicas avanzadas y las
tradicionales

El mercado de las
cerámicas.

Las cerámicas constituyen una industria
multimillonaria. Las ventas a nivel mundial superan los 1×1012
dólares por año; solamente los Estados Unidos
comercializan por encima de los 3,5×109 anualmente. Estos datos
económicos varían de año en año que
son actualizados regularmente por la organización
Ceramic Industry mediante una publicación anual
titulada Giants in Ceramics.

La distribución de ventas de la industria se
muestra a continuación:

• 55% Vidrios

• 17% Cerámicas avanzadas

• 10% Cerámica blanca

• 9% Esmalte de porcelana

• 7% Refractarios

• 2% Arcilla estructural

En los Estados Unidos las ventas de arcilla estructural
en forma de ladrillos es alrededor de 1,6×108 por mes, sin
embargo financieramente el mercado de las cerámicas
está dominado por los vidrios. La aplicación
principal de los vidrios es en ventanas, la demanda mundial de
vidrio plano es alrededor de 4×109 m2 con un valor por encima de
los 4×1010 dólares.

La distribución del mercado global en los Estados
Unidos es:

• 32% Vidrios planos

• 18% Iluminación

• 17% Contenedores

• 17% Fibra de vidrios

• 9% Tubos de TV, CRTs

• 5% Consumo utensilios de vidrio

• 1% Técnico/laboratorio

• 1% Otros

Las cerámicas avanzadas forman el segundo sector
más grande de la industria. Más de la mitad de este
sector es en cerámicas para usos
eléctricos-electrónicos y embalajes
cerámicos:

• 36%
  Capacitores/substratos/embalajes

• 23% Otras
  eléctrica/electrónicas
  cerámicas

• 13% Otros

• 12% Porcelana
  eléctrica

• 8% Cerámica de
  ingeniería

• 8% Fibra óptica

Los superconductores cerámicos de
alta-temperatura entran en la categoría de
cerámicas avanzados y no representan un área mayor
del mercado. Ellos constituyen menos de 1% del mercado de las
cerámicas avanzadas. Se ha predicho el crecimiento
significante debido al incremento de su uso en los filtros de
microonda y resonadores, con la aplicación particular en
el área de teléfonos celulares,

Las cerámicas de ingeniería,
también llamados cerámicas estructurales, incluyen
los componentes resistentes al desgaste como los troqueles,
boquillas, y rodamientos. Las biocerámicas como son
implantes de cerámica, vitro-cerámicas y coronas
dentales abarcan aproximadamente el 20% de este mercado. Las
coronas dentales son hechas de porcelana y solamente en los
Estados Unidos cada año se hacen por encima de
3×107.

Las ventas de cerámicas blancas que incluyen
artículos sanitarios (taza de baño, urinarios,
lavamanos, etc.) y artículos de cocina (los platos, tazas,
etc.), responden aproximadamente al 10% del mercado total para
las cerámicas.

El segmento mayor del mercado de cerámicas
blancas responde aproximadamente al 40%, principalmente piso y
azulejos. En los Estados Unidos se utiliza aproximadamente
2,4×108 m2 de azulejos cerámicos por año. Las
ventas anuales de artículos sanitarios en los Estados
Unidos suman más de 3×107 piezas.

El esmalte de porcelana es la capa cerámica
aplicada a muchos artículos de acero como las estufas de
la cocina, lavadoras y las secadoras. Los esmaltes de porcelana
tienen las aplicaciones muy amplias como en el interior y el
entrepaño exterior en los edificios, por ejemplo, en las
estaciones del metro. Debido a esta diversidad de aplicaciones
las cuentas de la industria de esmaltado a superado más de
3×109 dólares por año.

Más de 50% de las cerámicas refractarias
se consume en la industria siderurgia. Los mayores productores de
acero son: China, Japón, y los Estados Unidos. Los
productos de arcillas estructurales incluyen los ladrillos,
tuberías, alcantarillas, y recubrimiento de azulejos.
Éstos son los artículos de mayor producción
y de bajo costo por unidad. Cada año aproximadamente 8 mil
millones de ladrillos se producen en los Estados Unidos con un
valor en el mercado por encima de 1,5×109
dólares.

La tabla 1.2 muestra un resumen de la capacidad mundial
de producción de cerámicas abrasivas donde se
destaca la enorme producción de China y se puede observar
la concentración de la producción en los
países desarrollados

Futuros temas de
desarrollo de las cerámicas

Aunque el vidrio domina el mercado de las
cerámicas a nivel mundial, el crecimiento más
significante está en las cerámicas avanzadas. En
este campo existen muchos problemas que necesitan ser estudiados
para mantener este crecimiento y extender las aplicaciones y usos
de

las cerámicas avanzadas en los diferentes campos
de la ingeniería y la ciencia.

Las cerámicas estructurales, dentro de las cuales
se encuentra el nitruro de silicio (Si3N4), el carburo de silicio
(SiC), zirconia (ZrO2), carburo del boro (B4C), y alúmina
(Al2O3); sus aplicaciones son en las herramientas de corte,
componentes de uso, los intercambiadores de calor, y partes del
artefacto. Sus principales propiedades son la alta dureza, la
baja densidad, resistencia mecánica a altas temperaturas,
resistencia al desgaste, resistencia de corrosión e inerte
químicamente.

Los principales problemas a resolver para diversificar
su aplicación son:

• Reducir el costo del producto final.

• Mejorar la fiabilidad.

• Mejorar la reproducibilidad.

Estos problemas constituyen un reto científico
técnico de la ciencia e ingeniaría de los
materiales de la última década en los cuales
prestigiosas instituciones a nivel mundial trabajan arduamente
con vistas a solucionarlos.

Estructura de las
cerámicas

Los materiales cerámicos suelen estar compuestos
por al menos dos elementos unidos formando óxidos,
carburos, nitruros o boruros, mediante enlaces iónicos o
covalentes, dependiendo del tipo de cerámico [6]. Por otra
parte, suelen formar microestructuras cristalinas en los que cada
grano es un cristal aproximadamente perfecto, pero con una
estructura mucho más complicada que en los metales. La
estructura cristalina de cada grano, orientado de forma
diferente, puede producir un incremento de resistencia a la
propagación de defectos a través del material
[4].

La forma más usual en la que se fabrican estos
materiales es en forma monolítica, aunque también
se encuentran en forma de compuestos de dos o más
componentes. El procesado de estos cerámicos se puede
hacer de múltiples formas [9], partiendo de polvos, a
veces añadiendo alguna pequeña cantidad de un
aglutinante, y finalmente comprimiéndolos casi siempre a
altas temperaturas. Con un buen procesado se llega a obtener una
porosidad prácticamente nula. La pureza de los materiales
puede llegar a ser muy elevada, encontrándose por ejemplo,
alúminas desde el 85% al 99.9%.

Los materiales cerámicos tienen usualmente tras
el proceso de fabricación una microestructura fina
consistente en pequeños granos cristalinos de unas pocas
micras de tamaño. En la Tabla 1.3 se muestra el
tamaño de grano típico de algunos materiales
cerámicos.

Durante el proceso, los pequeños granos no se
orientan en ninguna dirección predeterminada, sino de una
forma aleatoria. Esta distribución al azar hace que a
escala macroscópica, las propiedades mecánicas que
presentan sean isotrópicas. El proceso de
compactación y prensado de polvos puede dar lugar a cierta
porosidad en el producto final. Maximizar las propiedades
mecánicas implica reducir la porosidad al mínimo,
pues los poros son pequeños defectos que pueden actuar
como concentradores de tensión e iniciadores del fallo
prematuro del material [10] No obstante, la porosidad global de
estos materiales suele ser casi nula y en consecuencia la
densidad aparente es prácticamente igual a su densidad
teórica. Sin embargo, no debe olvidarse que la existencia
de un pequeño defecto aislado puede resultar fundamental
en el comportamiento final.

Propiedades
mecánicas y térmicas de las
cerámicas

El comportamiento de estos materiales a temperatura
ambiente es prácticamente elástico y lineal hasta
su rotura, presentando una gran rigidez con un módulo de
elasticidad alto [11], que llega a duplicar en algunos casos al
del acero. Sin embargo, a medida que la temperatura aumenta
pueden aparecer deformaciones plásticas considerables, y
el módulo de elasticidad presenta una cierta dependencia
con la temperatura [11]. En los materiales cerámicos el
módulo de elasticidad no depende significativamente de la
velocidad de deformación. La relación entre la
deformación transversal y longitudinal, dada por el
coeficiente de Poisson es baja, sobre todo en los carburos y
menor aún en los boruros. En la Figura 1.2 se muestran los
valores del coeficiente de Poisson y el módulo de
elasticidad para algunas cerámicas.

Las resistencias a compresión y tracción
uniaxiales son las propiedades que normalmente se utilizan para
caracterizar la resistencia mecánica del material. Los
materiales cerámicos tienen, en general, una elevada
resistencia a compresión uniaxial por lo que se utilizan
principalmente bajo cargas de compresión.

Este comportamiento es consecuencia de la dificultad de
movimiento de las dislocaciones por las estructuras
cerámicas, incluso a elevadas temperaturas [6]. La Tabla
1.4 recoge el valor de la resistencia a compresión de
algunos de los materiales cerámicos más
conocidos.

La determinación de la resistencia a
compresión de un material cerámico es una tarea
complicada al ser necesarios elementos que transmitan la carga de
mayor resistencia que las probetas a ensayar y un sistema
experimental que asegure que el estado tensional sea de
compresión simple (Adams 1976, Tracy 1987). La
limitación principal de los materiales cerámicos en
aplicaciones estructurales es su fragilidad, consecuencia de la
escasa capacidad de los materiales cerámicos para
deformarse plásticamente y para soportar cargas cuando
existen defectos en el interior del material (Quinn 1991). Esta
característica se refleja en una baja tenacidad de
fractura y en una marcada diferencia entre la resistencia a
tracción y la resistencia a compresión. Como puede
apreciarse en la Tabla 1.4 esta última es casi un orden de
magnitud superior a la resistencia a tracción.

La tabla 1.5 muestra alguna de las propiedades de
materiales cerámicos de uso común donde se puede
apreciar el alto punto de fusión característica que
le permite aplicaciones en lugares sometidos a altas temperaturas
donde materiales tradicionales no resistirían.

Por ejemplo el carburo de silicio (SiC) tiene una
extraordinaria resistencia a la oxidación a temperaturas
incluso por arriba del punto de fusión del acero. Se
utiliza con frecuencia como recubrimiento para los metales, como
abrasivos en las muelas rectificadoras y como un particulado y
refuerzo fibroso tanto en matrices metálicas como en
matrices de compuestos cerámicos, se utiliza
también para elemento calefactor para horno. Es
semiconductor y muy buen candidato para dispositivos
electrónicos a altas temperaturas.

Procesos de
fabricación de las cerámicas

Según Rahaman, las cerámicas pueden ser
fabricadas por diversos métodos, los cuales se remontan a
los orígenes de la civilización [12]. El objetivo
de la producción normalmente es obtener un producto
sólido con una determinada forma como pueden ser
películas, fibras o monolitos con una microestructura
específica. Se puede observar en la tabla 1.6 que los
métodos de fabricación se pueden dividir en tres
grupos fundamentales.

Esta división está
determinada fundamentalmente por el estado en que se pueden
encontrar los materiales de partida en fase gaseosa, una fase
líquida, o una fase sólida.

Es importante además conocer las relaciones entre
la composición química, estructura atómica,
proceso de fabricación que van a determinar las
propiedades finales de la cerámica policristalina como se
ilustra en la figura 1.3. Las propiedades intrínsecas
deben ser consideradas a la hora de seleccionar los materiales.
El proceso de fabricación juega un rol fundamental para
obtener la microestructura esperada según el diseño
ingenieril de las propiedades. Por ejemplo, los valores de la
constante dieléctrica del BaTiO3 pueden depender
significativamente de la microestructura (tamaño de grano,
porosidad y presencia de algunas fases secundarias). Normalmente
los métodos de fabricación pueden ser divididos en
algunos pasos discretos dependiendo de la complejidad del
proceso.

Aunque no es una terminología
generalmente aceptada se pude referir esos pasos discretos como
pasos de procesamiento. La fabricación de un cuerpo
cerámico involucra un determinado número de pasos
de procesamiento

Reacciones en fase gaseosa:
deposición de vapor química, oxidación
metálica directa y reacción de enlace.

La deposición de vapor química, cuyas
siglas en inglés son CVD (Chemical vapor
deposition) es un proceso donde las moléculas de los
reactantes en fase gaseosa son transportadas a una superficie
para que reaccionen químicamente y formen una
película sólida. Es una técnica bien
conocida que puede usarse para depositar todos tipos de
materiales, incluyendo metales, cerámicas y
semiconductores con una variedad de aplicaciones. Pueden cubrirse
grandes áreas y el proceso es sencillo de aplicar en la
producción. Se logran películas espesas o incluso
cuerpos monolíticos básicamente prolongando el
proceso de la deposición para que el espesor deseado sea
logrado [13]. El equipamiento usado en el CVD depende de la
reacción a usar, la temperatura reacción, y el
diseño del substrato. La característica principal
de cualquier quipo es proporcionar una exposición uniforme
del substrato a los gases reactantes. El proceso CVD tiene varias
variables que deben controlarse para producir un depósito
con las propiedades deseadas. Estas variables incluyen control de
flujo de los gases reactantes, la naturaleza y proporción
de flujo de cualquier portador gaseoso, la presión en el
recipiente donde ocurre la reacción, y la temperatura del
substrato.

La oxidación metálica directa es una
vía de fabricación que involucra las reacciones
entre un gas y un liquido y que generalmente para las
producción de cuerpos cerámicos es poco practica
porque los productos de la reacción comúnmente
forman una capa refractaria sólida lo que provoca la
separación de los reactantes y detiene la síntesis.
Sin embargo un método nuevo que emplea directamente la
oxidación del metal por un gas ha sido desarrollado por la
corporación norteamericana Lanxide para la
producción de materiales porosos y densos. Este
método ha sido usado para la producción de
compuestos con matrices de óxidos, pero también
nitruros, boruros, carburos y titanatos. Una ventaja del
método es el crecimiento de la matriz dentro de las
preformas sin que pueda cambiar las dimensiones iniciales y que
los problemas asociados con el encogimiento durante la
densificación en otras vías de fabricación
se evitan. Además, pueden producirse con rapidez grandes
componentes con un buen control de las dimensiones.

La reacción de enlace o (reacción de
formación) es comúnmente usada para describir las
vías de fabricación donde una preforma
sólida porosa reacciona con un gas (o un liquido) para
producir el compuesto químico deseado y unido entre los
granos. Normalmente, el proceso se acompaña por un
pequeño encogimiento de la preforma lo que facilita que
puedan lograrse pequeñas tolerancias dimensionales para el
cuerpo construido. La reacción de enlace se usa como una
de las vías de fabricación en gran escala para el
Si3N4 y SiC [14, 15]. Un ejemplo de aplicación lo
constituye la obtención del SiC [16]. Una mezcla de
partículas de SiC (5-10 (m), carbón y un
aglomerante polimétrico es conformada en un cuerpo verde
por presión, extrusión o inyección a
presión. En algunos casos las partículas de carburo
de silicio y una resina de conformado base carbón son
usados como mezclas iniciales. El aglutinante o la resina es
quemada por fuera y el carbón se llena de microporos por
la pirolisis, después estos poros son infiltrados con
silicio liquido a temperaturas por encima del punto de
fusión del Si (1410 oC)

Reacciones en fase liquida: proceso sol-gel
y pirolisis polimérica.

En el proceso sol-gel, una solución de compuestos
metálicos o una suspensión de partículas muy
finas en un liquido (referido como "sol") es convertido dentro de
una masa de muy alta viscosidad (referido como "gel"). Dos
procesos sol-gel pueden encontrarse dependiendo en si de la
solución p "sol" usada. comenzando con un "sol", la
gelificación del material consiste en partículas
coloidales identificables que se han unido por las fuerzas
superficiales en formar de una red

Cuando es usada una solución de compuestos
orgánicos-metálicos la gelificación del
material en muchos casos consiste en una red de cadenas
poliméricas formada por la hidrólisis y la
condensación de las reacciones.

Este proceso de (solución sol-gel) recibe un
interés marcado por los investigadores y extensas
aplicaciones industriales. Muchas publicaciones se han encontrado
alrededor de este proceso incluyendo un libro de física y
química, un texto de aplicaciones, artículos y
eventos [17, 18]

La pirolisis polimérica se basa en la
descomposición pirolítica de compuestos
poliméricos metal-orgánicos para la
producción de cerámicas. Los polímeros
usados en este proceso son comúnmente llamados
"polímeros precerámicos" y en ellos constituyen los
precursores de las cerámicas. Al contrario de los
polímeros orgánicos convencionales (por ejemplo,
polietileno), qué contiene una cadena de átomos de
carbono, la cadena central en los polímeros
precerámicos contiene otros elementos además del
carbono (el ej., Si, B, y N). La pirolisis de los
polímeros produce una cerámica que contiene algunos
elementos presentes en la cadena. La pirolisis polimérica
es conocida como una amplia vía para la producción
de materiales de carbono como por ejemplo fibras a partir de
polyacrylonitrile a partir de la pirolisis de los
polímeros de carbono[19, 20]. Las posibilidades de
obtención de cerámicas a partir de polímeros
metal-orgánicos fue reconocida hace varios años y
un alto interés se genero a mediado de la década
del 70 cuando se obtuvo fibras con un alto contenido de SiC
reportado por Yajima. La vía de pirólisis ha sido
el más eficazmente aplicado a la producción fibras
cerámicas de monóxidos, en particular, fibras de
dos cerámicas basadas en silicio, SiC y Si3N4, y a un
grado más limitado al BN y B4C.

Reacciones a partir de polvos:
fundición continua y sinterización de polvos
compactados

Estas vías involucran la producción del
cuerpo deseado a partir de la fusión de sólidos
finamente dividido (es decir, polvos) por la acción de
calor. Esto da lugar a dos métodos ampliamente usados para
la fabricación de cerámicas: (1) fundición
seguida por la conformación de la forma, simplemente
referida como fundición continua, y (2) sinterizado de
polvos compactados.

El método de fundición continua involucra
fundir un lote de materias primas (en forma de polvos), seguido
por la conformación del cuerpo por alguno de los
diferentes métodos que incluyen la fundición,
roleado, prensado, soplando e hilado. Para las cerámicas
la cristalización es relativamente fácil, la
solidificación de lo fundido es acompañada por una
rápida nucleación y crecimiento de cristales en
granos. El crecimiento incontrolado de los granos es generalmente
un problema severo que afecta en la producción de
cerámicas con indeseables propiedades como por ejemplo
disminuye la resistencia. Otros problemas en muchas
cerámicas que tienen un alto punto de fusión como
por ejemplo el ZrO2 (˜ 2600 oC) se descompone antes que
fundirse. Esto provoca que este método se limite a la
fabricación de vidrios

La sinterización de polvos compactados puede ser
usado para la producción de vidrios y de cerámicas
policristalinas, en la practica es muy poco usado para los
vidrios por la posibilidad de usar métodos mas
económicos, sin embargo este método es el de mayor
uso para la fabricación de materiales
cerámicos.

Los pasos del proceso se muestran en la figura 1.4 en
forma simple, estos incluyen la consolidación de una masa
de partículas finas (polvos) en forma porosa, polvos
compactados en forma de un cuerpo específico (cuerpo
verde), el cual cuando es quemado o sinterizado para producir un
producto denso. Debido a la importancia de esta vía de
producción, la fabricaron de cerámicas
policristalinas a partir de polvos.

Síntesis de los
polvos cerámicos

En el epígrafe anterior se evidencia que las
características de los polvos cerámicos como
materias primas tienen un importante efecto en el proceso como
por ejemplo la consolidación de los polvos en un cuerpo
verde y el sinterizado para producir la microestructura
diseñada. En la tabla 1.7 se establece un resumen de las
principales características que deben presentar los polvos
cerámicos.

Como resultado la síntesis de los polvos es muy
importante para la fabricación de las cerámicas. En
la práctica la selección del método de
preparación del polvo dependerá del costo de
producción y la capacidad del método para lograr un
cierto nivel de las características deseadas. Por la
conveniencia de los investigadores se dividen estos
métodos en dos categorías: los métodos
mecánicos y los métodos químicos.

La síntesis de los polvos por métodos
químicos es un área de procesamiento de las
cerámicas que ha recibido un alto grado de atención
sufriendo considerables cambios en los últimos 25
años [12] y se esperan nuevos desarrollos en este
área en el futuro.

Métodos de síntesis de los
polvos cerámicos.

Existe una variedad de métodos para la
síntesis de los polvos cerámicos que como se
explico se encuentran divididos en dos grandes grupos:
métodos mecánicos y métodos químicos,
los métodos mecánicos son generalmente usados para
la preparación de cerámicas tradicionales a partir
de materias primas de origen natural, pero en los últimos
años se reportan importantes investigaciones de
cerámicas avanzadas y de materiales biocerámicos
[21-25] mediante el molido de alta velocidad.

Los métodos químicos son generalmente
usados para la preparación de polvos para las
cerámicas avanzadas a partir de materias primas
sintéticas o de origen natural, algunos de estos
métodos combinan en su primera parte un molido como parte
del proceso. El molido usualmente es necesario para destruir la
presencia de aglomerados y la producción de determinadas
características físicas como son el tamaño
promedio de partícula y el promedio de distribución
de partícula. La preparación de polvos por esta
vía es un área del procesamiento de las
cerámicas que ha tenido recientes e importantes resultados
[26-31].En la tabla 1.8 se muestra un resumen de los
métodos mas utilizados de la obtención de polvos
cerámicos.

Caracterización
de los materiales cerámicos

Los rasgos esenciales de la caracterización de un
material cerámico se enmarcan en la determinación
de la composición química, fásica y las
características estructurales (incluyendo los defectos).
Además, a partir de la recopilación y
elaboración de los datos más significativos sirven
de base para su preparación específica, el estudio
de sus propiedades o uso y también son esenciales para la
reproducción o producción del material
cerámico en cuestión.

La caracterización es una parte esencial de toda
investigación en el campo de las cerámicas y puede
enmarcarse en los aspectos siguientes:

• Composición química y homogeneidad
  fásica de la muestra.

• Determinación de las impurezas que pueden
  afectar las propiedades.

• Determinación estructural revelando la
  cristalinidad, es decir determinando el sistema cristalino,
  la celda unidad y si fuese necesario precisar las coordenadas
  atómicas.

• Naturaleza y concentración de los defectos
  que influyen en las propiedades.

Caracterización
química.

El análisis por vía húmeda ha sido
la técnica que más se ha empleado para la
determinación de la mayoría de los elementos en los
materiales cerámicos. Sin embargo en la actualidad la
determinación de las impurezas (microelementos) y de la
mayoría de los elementos químicos se realiza usando
técnicas instrumentales que son más rápidas
y precisas. Análisis químicos a microescala son
determinados usando técnicas de haz de
electrones.

Esta técnica permite realizar una
caracterización de la pureza y calidad de las materias
primas iniciales así como la composición
química. Durante el proceso permite controlar el estado de
ocurrencia de la reacción y su completamiento y al
finalizar el proceso comprueba la composición
química resultante según el cálculo
realizado.

Caracterización
fásica.

Para explicar el comportamiento químico de un
producto cerámico es necesario conocer las fases presentes
en el mismo, no sólo cualitativamente sino también
cuantitativamente. Por lo general los cuerpos cerámicos
son policristalinos y están constituidos por diferentes
fases.

El microscopio óptico ha sido extensamente usado
para la identificación de fases en secciones delgadas de
muestras policristalinas y parcialmente vitrificadas. Ha sido
también usado para el examen de rutina de la
topografía superficial de la muestra y la microestructura
de superficie pulidas y atacadas mostrando una capacidad de
diferenciación del relieve de alrededor de 0,2
&µm.

El microscopio electrónico de barrido (MEB)
presenta una mayor resolución y es actualmente usado
ampliamente para el análisis microestructural, debido a
que es rápido, cómodo y versátil y muestra
una gran penetración de foco. Su micrografía puede
ser obtenida con alto nivel de contraste. La información
proviene de la captación de señales surgidas por la
interacción del haz de electrones con la muestra tal como
lo muestra la figura 1.4.

Mediante un dispositivo espectroscópico de
energía dispersiva pueden ser elaboradas diferentes
señales (figura 1.4) que provienen de la
interacción del haz de electrones con la muestra y
obtenerse a microescala análisis químicos
cualitativos y semicuantitativos relativamente fácil
(1-3), que pueden ayudar grandemente en la interpretación
de la microestructura. La microscopía de
transmisión de electrones (5-8) (MTE) presenta una
resolución por debajo de 1 nm y se puede estudiar la
estructura de los defectos de las fases presentes y los contornos
de los granos donde ocurren diferentes fenómenos de
difusión y reacciones químicas empleando la
difracción de electrones (5) o detectar por barrido la
dispersión de los rayos-X dispersos (4),
espectroscopía de rayos-X dispersos.

El análisis por difracción de rayos-X
(DRX), por el método de polvo o policristales, es
quizás la técnica más eficiente y
rápida para el análisis de fases presentes en
cerámicas. El fenómeno de difracción
está regido por la ley de Bragg: n? = 2d*sen?, donde n es
el orden de la difracción (n = 1, 2 3…), ? es la
longitud de onda de la rayos-X, d es la distancia entre los
planos constituidos por los átomos en el cristal y ? es el
ángulo de Bragg.

Para una fase cristalina, en particular, en una
cerámica el análisis cualitativo se realiza por la
identificación del patrón de difracción de
esa sustancia. El patrón de difracción está
constituido por una serie de picos de diferentes intensidades en
función de 2?. El principio que rige la
identificación de fases por DRX es que cada fase siempre
da el mismo patrón de difracción y que en una
mezcla, cada sustancia origina su diagrama independiente de las
otras, exactamente como si se le hubiera expuesto sola durante el
mismo tiempo.

Los patrones se clasifican de acuerdo con el espaciado
d(Å) que forman sus tres líneas más intensas
y se compara con los de una cartoteca donde se encuentran
registrados decenas de miles de sustancias en forma de ficheros
ordenados según una metodología desarrollada
inicialmente por Hanawalt hace más de 70 años. En
la actualidad esta operación se realiza fácil y
rápidamente mediante programas computacionales instalados
a los mismos difractómetros de difracción de
rayos-X.

La intensidad de las líneas del patrón de
difracción de una fase particular en una mezcla depende de
la concentración de esta fase en la mezcla. Esta
relación intensidad-concentración es la base del
análisis cuantitativo por DRX. Vale señalar que la
relación entre la intensidad y la concentración no
es generalmente lineal, ya que la intensidad del haz difractado
depende marcadamente del coeficiente de absorción y
éste asimismo varía con la concentración.
Mediante el análisis de fase cuantitativo por DRX es
posible cuantificar en muestras policristalinas cerámicas
contenidos hasta 1 % de una fase que no presente orientaciones
preferenciales de sus granos y se distingan claramente las
líneas de difracción escogidas de las de las otras
fases presentes (no exista superposición).

Caracterización
estructural.

La gran mayoría de las técnicas
disponibles para la caracterización estructural de cuerpos
cerámicos pueden ser agrupadas dentro de las siguientes
categorías: métodos ópticos, métodos
difractométricos, métodos de microscopía
electrónica, métodos espectroscópicos y el
uso de otros instrumentos para determinar las propiedades
físicas usadas como criterio de caracterización.
Ninguna técnica por si misma brinda un cuadro
diagnóstico completo sobre la caracterización
estructural y es un error absolutizar una técnica sobre
cualquier otra, sin embargo la conjugación racional e
inteligente de varias técnicas completan la
caracterización de la sustancia cerámica de acuerdo
a los objetivos y aspectos que se persiguen dilucidar.

Dentro de los métodos principales se
encuentran:

• Métodos ópticos

• Métodos espectrométricos

• Técnicas de difracción de
  rayos-X

• Técnicas de difracción de
  electrones

• Técnicas de difracción de
  neutrones

Uno de los métodos que ha demostrado su uso
indispensable y su capacidad de brindar información de
caracterización valiosa es de la difracción de
rayos-X (DRX). Los rayos-X son radiaciones
electromagnéticas de longitudes de onda que se encuentran
en el rango aproximadamente entre 0,5 hasta 2,5Å (1 Å
= 10-10m) y fueron descubiertos en 1895 por el físico
alemán G.C. Roentgen. Su aplicación fue casi
inmediata sin tener aún una precisa comprensión de
las características de la radiación. No siempre es
necesario entender completamente un fenómeno para
utilizarlo. No fue hasta 1912 que se estableció la
naturaleza exacta de los rayos-X. Así surgió un
nuevo método instrumental para la investigación de
la estructura de la materia.

Los patrones de difracción se obtienen mediante
tres métodos de difracción fundamentales que son:
(a) El método de Laue consiste en el empleo de un
monocristal sobre el cual incide una radiación
policromática (blanca o continua), (b) El método
del cristal rotatorio se basa en la interacción de una
radiación monocromática con un monocristal que
está rotando y (c) El método de polvo involucra una
muestra policristalina que rota sobre la cual incide una
radiación monocromática.

El método de Laue se emplea para determinar la
simetría del cristal y la orientación, pero no para
determinar la estructura ya que en este método se
manifiestan los patrones de difracción como si todas las
estructuras de los cristales fuesen centros simétricas. El
método de cristal rotatorio se usa para determinar la
estructura de un monocristal y los parámetros de la celda
unidad. La dificultad mayor de este método consiste en la
sobreposición de reflexiones de diferentes planos (hkl)
que altera la intensidad de los reflejos. Esta limitante se
soluciona empleando el método Weissenberg que hace que la
película se mueva paralelamente a lo largo del eje de
rotación del cristal rotatorio.

Los patrones de difracción de polvo proporcionan
facilmente datos valiosos sobre la estructura cristalina. Los
difractómetros de rayos-X para polvo son comúnmente
utilizados para la identificación de estructuras
cristalinas. Sin embargo para la determinación precisa de
las dimensiones de la celda unidad se emplea frecuentemente la
cámara de focalización de Guiner. El conocimiento
exacto de las intensidades de difracción es un paso
esencial para la determinación de la estructura.
Difractómetros de rayos-X para monocristales por control y
procesamiento computarizado de señales con el empleo de
programas profesionales han convertido el desciframiento de
estructuras en una tarea rutinaria. El estudio de los perfiles de
líneas de patrones de difracción empleando
difractómetros de rayos-X sirve para caracterizar las
imperfecciones físicas y dimensiones de las cristalitas.
La viabilidad de un sincrotrón de radiación-X de
longitud de onda de continuidad variable ha hecho de la
difracción de rayos-X una herramienta aún
más poderosa para el estudio de los
sólidos.

Caracterización
térmica.

El análisis térmico puede ser definido
como la medición de propiedades físicas y
químicas de los materiales en función de la
temperatura. En la práctica el diapasón de estas
propiedades se reduce a la entalpía, capacidad
calorífica, variación del peso y a los coeficientes
de dilatación térmicos. La información
termoanalítica complementada con el análisis
químico, fásico, microestructural de materiales
sometidos a tratamiento térmico es utilizada para
identificar los cambios que sufren sólidos policristalino
en polvo o compactos, tales como la eliminación de
componentes líquidos y gaseosos, la oxidación o
reducción, reacciones entre sólido-sólido,
entre sólido-gas, transiciones en materiales que
involucran vitrificación y recristalización,
crecimiento de granos etc.

El análisis termofísico incluye la
determinación de la expansión y contracción
durante el calentamiento o enfriamiento, así como la
resistencia a la penetración mecánica o la
transición de vibraciones mecánicas. El
análisis termofísico es usado para identificar
cambios de fases y de sinterización de materiales
inorgánicos durante la calcinación y cambios de las
propiedades de los aglomerantes orgánicos.

Las dos técnicas de análisis
térmico más usadas son el análisis
termogravimétrico (ATG), que registra
automáticamente el cambio del peso ((P) de una muestra en
función de la temperatura o el tiempo y análisis
térmico diferencial (ATD) que mide las diferencias de
temperatura, (T, entre la muestra a analizar y una de referencia
en función también del tiempo o la temperatura,
pero no registra los cambios en el contenido de calor (figura
3.3). Una técnica relacionada estrechamente con ATD es la
calorimetría de barrido diferencial (CBD), mediante la
cual se realizan mediciones cuantitativas de los cambios en la
entalpía que ocurren en la muestra en función del
tiempo o la temperatura. Una cuarta técnica
analítica térmica es la dilatometría en que
se registra los cambios de las dimensiones lineales de una
muestra en función de la temperatura. Recientemente a
adquirido esta técnica la denominación de
análisis termomecánico (ATM). El desarrollo de la
ciencia y la tecnología ha permitido desarrollar modernos
equipos de análisis térmico, a que mediante un solo
equipo es posible realizar ATG, ATD y CBD, existen modelos que
registran simultáneamente ATD Y ATG. Cada día los
equipos de análisis térmico son más
complicados y caros, debido a que se busca abarcar una variedad
mayor y más amplia de propiedades y eventos
térmicos registrables con rapidez, alta sensibilidad y
exactitud.

Análisis de la
superficie.

El análisis de materiales que su superficie y
superficies subyacentes varían en el volumen ha sido
favorecido grandemente por los recientes progresos en la
instrumentación de haces de electrones e iones.

En la espectroscopia de electrones Auger, el barrido del
haz de electrones excita la superficie de la muestra y la
energía de los electrones Auger emitida proporciona
información sobre el número atómico de los
elementos presentes. Mediante bombardeo de iones pueden removerse
capas de átomos del material para un perfil determinado de
profundidad. Análisis consecutivos proporcionan
información cerca de los gradientes de
concentración de superficies próximas subyacentes.
En los análisis de microscopía electrónica
de micromuestras, los rayos-X característicos emitidos
durante el barrido de electrones de una micro-región
superficial son usados para la identificación cuantitativa
de elementos químicos presentes.

Si la superficie es excitada usando rayos-X
monocromáticos, los fotoelectrones emitidos por la
superficie contiene la información sobre el tipo de
átomos y su estado de oxidación y la estructura de
la superficie. Esta técnica es denominada
microscopía foto-electrónica de rayos-X y es usada
para el análisis químico.

El bombardeo de la superficie con chorros de iones de
baja energía monoenergética removerá iones
superficiales y estos podrán ser analizados mediante un
espectrógrafo de masa. Esta técnica es denominada
espectroscopía de masa iónica secundaria. Con la
evolución de estas técnicas analíticas, que
cada vez son más accesibles su adquisición, se
están desarrollando y caracterizando cerámicas de
nueva generación.

Análisis
granulométrico.

La obtención de una gran parte de las
cerámicas parte de mezclas de polvos de diferentes
tamaños que se logran por diferentes procesos
tecnológicos de trituración, pulverización y
micronizado. En el desarrollo de cerámicas participan
varias sustancias convencionales con diferentes
características físico-mecánicas, entre
ellas se destacan la fragilidad, dureza, disgregación y
plasticidad entre otras que, en cierta medida, determinan su
capacidad para ser reducidas a partículas de un
tamaño determinado. Otra fuente de materiales
pulverulentos parte de reacciones químicas en diferentes
medios a escala industrial, lográndose partículas
muy finas hasta 5 nm (0,005 &µm, tamaño de
algunos virus). Es muy frecuente en la formulación de una
determinada cerámica intervengan varios tipos de polvo que
abarcan un amplio rango granulométrico, por lo que es
necesario emplear varias técnicas de análisis
granulométrico para su caracterización.

Dentro de las técnicas más empleadas se
encuentran:

• Técnicas analíticas

• Técnicas de tamizado

• Técnicas microscópicas

• Técnicas de sedimentación

• Técnicas por difracción de rayos
  láser

• Técnicas de fluctuación de la
  intensidad de la luz

En resumen puede decirse que la distribución del
tamaño de las partículas en un sistema
granulométrico puede ser analizada usando diversas
técnicas diferentes. La técnica microscópica
provee información simultánea acerca de la forma y
el tamaño de las partículas y de la presencia de
aglomerados.

El rango potencial del tamaño de las
partículas que puede ser analizado es extremadamente
amplio y el tiempo de análisis se ha reducido
sustancialmente por el uso de analizadores de imagen
computarizados. La técnica de tamizado es conveniente y
ampliamente usada para el análisis de partículas
mayores de 44 (m. Las técnicas basada en la
difracción de láser son muy rápidas y
convenientes y ha llegado ha ser muy populares para los rangos de
alrededor de 100 hasta 0,4 (m. Las técnicas de
sedimentación son versátiles y permiten realizar
análisis desde los 63 hasta 0,1 (m en un solo
análisis. El análisis granulométrico basado
en la fluctuación de la luz permite determinar
tamaños por debajo de 0,01 (m.

Los principios físicos de cada técnica son
la base sobre los cuales el tamaño de las
partículas es definido. Los datos precisos sobre el
tamaño de las partículas en una muestra pueden
variar en algo usando diferentes técnicas

Además de tener criterios generales sobre la
distribución de las partículas en la muestra es
importante conocer el tamaño promedio de las
partículas, el tamaño de las partículas
más abundantes y la mediana, entre otros datos
estadísticos posibles de obtener si se encuentra una
función matemática de distribución que
describa acertadamente la granulometría de la
muestra.

Área superficial
especifica.

El área superficial específica de una
muestra de polvo puede definirse como el área superficial
de las partículas por unidad de masa o de volumen de un
material.

Comúnmente se determina el área
superficial específica por absorción física
de un gas o por adsorción química de un colorante,
como por ejemplo el azul de metileno. En el caso de un material
compacto poroso, el área superficial determinada
experimentalmente depende del tamaño de la molécula
gaseosa absorbida con respecto al tamaño de los poros.
Moléculas o átomos de gases pequeños pueden
penetrar en poros de dimensiones menores que 2 nm, en donde gases
voluminosos son excluidos.

Como resumen puede exponerse que la densidad de los
materiales cerámicos depende de la proporción y de
las densidades de las diferentes fases con que están
constituidos los materiales cerámicos. Las cavidades en
los materiales reducen la masa efectiva y la densidad aparente es
menor que la densidad original de la fase sólida. El
tamaño y la cantidad de las partículas de la
muestra son factores a tener en cuenta en la selección de
la técnica para la determinación de la densidad. La
microscopía y el análisis de los comportamientos de
adsorción-desadsorción pueden ser usados para
obtener información sobre la existencia de
partículas extremadamente pequeñas no detectables
en el análisis granulométrico.

Procesamiento de los
materiales cerámicos

La mayoría de los productos cerámicos
tradicionales y avanzados son manufacturados compactando polvos o
partículas, en las formas adecuadas, que se calientan
posteriormente a temperaturas suficientemente elevadas para
enlazar las partículas entre si. Las etapas básicas
para el procesado de cerámicas por aglomeración de
partículas son: 1) preparación del material; 2)
conformación o moldeado, y 3) tratamiento térmico
de secado (no siempre se requiere) y cocción por
calentamiento de la pieza de cerámica a temperaturas
suficientemente altas para mantener las partículas
enlazadas.

Preparación de
materiales.

Como se ha explicado en epígrafes precedentes la
mayoría de los productos cerámicos están
fabricados por aglomeración de partículas. Las
materias primas para estos productos varían dependiendo de
las propiedades requeridas por la pieza cerámica
terminada. Las partículas y otros ingredientes, tales como
aglutinantes y lubricantes, pueden ser mezclados en seco o en
húmedo. Para productos cerámicos que no necesitan
tener propiedades muy "exigentes", tales como lacrillos comunes,
tuberías para alcantarillados y otros productos arcillosos
es una práctica común mezclar los ingredientes con
agua. Para otros materiales cerámicos, las materias primas
son partículas secas con aglutinantes y otros aditivos.
Algunas veces se combinan ambos procesos –húmedo y
seco-. Por ejemplo, para producir un artículos
cerámicos con gran proporción de Al2O3 que sea buen
aislante, las partículas de materia prima se mezclan con
agua y junto con un aglutinante de cera para formar una
suspensión que posteriormente se atomiza y seca para
obtener pequeñas partículas
esféricas

Conformación.

La producción de cerámicos fabricados por
aglomeración de partículas pueden conformarse
mediante varios métodos en condiciones secas,
plásticas o liquidas. Los procesos de conformado en
frío son predominantes en la industria cerámica,
aunque se usan también es un cierto grado los procesos de
conformado en caliente. Compactación, moldeo en barbotina
y extrusión son los métodos de modelado de
cerámicos que se utilizan mas
comúnmente.

Compactación: la materia prima cerámica
puede ser compactada en estado seco, plástico o
húmedo, dentro de una matriz para formar productos con una
forma determinada.

Compactación en seco: este método se usa
frecuentemente para productos refractarios (material de alta
resistencia térmica) y componentes cerámicos
electrónicos. La compactación en seco se pude
definir como un prensado uniaxial simultáneamente a la
conformación de polvo granulado junto con pequeñas
cantidades de agua y/o aglutinantes orgánicos en una
matriz.

Compactación isostática: en este proceso
el polvo cerámico se carga en un recipiente flexible
(generalmente de caucho) hermético (llamado cartucho) que
esta dentro de una cámara de fluido hidráulico a la
que se aplica presión. La fuerza de presión
aplicada compacta el polvo uniformemente en todas direcciones
tomando el producto la forma del contenedor flexible.
Después de la compactación isostática en
frío el material debe sinterizarse (sinterización)
para obtener las propiedades y microestucturas requeridas.
Productos cerámicos manufacturados por esta vía son
los refractarios, ladrillos, aislantes de bujías,
cúpulas, crisoles, herramientas de carburo y
cojinetes.

Compactación en caliente: en este proceso se
consiguen piezas de alta densidad y propiedades mecánicas
optimizadas combinando la presión y los tratamientos de
sinterización. Se utiliza tanto la presión
unidireccional como los métodos
isostáticos.

Moldeo en barbotina: las formas cerámicas se
pueden moldear usando un proceso único. Las principales
etapas de este proceso son: 1) preparación de un material
cerámico en polvo y de un liquido (generalmente arcilla y
agua) en una suspensión estable llamada barbotina: 2)
vertido de la barbotina en un molde poroso, generalmente
fabricado de yeso, que permita la absorción parcial de la
porción liquida de la barbotina en el molde, a medida que
se elimina el liquido de la barbotina se forma una capa de
material semiduro contra la superficie del molde: 3) cuando se ha
formado un espesor de pared suficiente, se interrumpe el proceso
y el exceso de barbotina se desaloja de la cavidad drenando o
escurriendo el molde; 4) el material debe dejarse secar en el
molde hasta que alcance la resistencia necesaria para ser
manipulado y retirado del mismo y 5) finalmente hay que
sinterizar la pieza para que consiga las propiedades y la
microestrctura deseadas.

Extrusión: las secciones sencillas y las formas
huecas de los materiales cerámicos se pueden producir por
extrusión de estos materiales en estado plástico a
través de una matriz de extrusión. Este
método es de aplicación común en la
producción de ladrillos refractarios, tuberías de
alcantarillados, tejas, cerámicas técnicas,
aislantes eléctricos, etc. Las cerámicas especiales
de aplicación técnica casi siempre se fabrican
utilizando un pistón de extrusión de alta
presión de manera que puedan conseguirse tolerancias
precisas.

Tratamientos térmicos.

El tratamiento térmico es un paso esencial en la
fabricación de la mayoría de los productos
cerámicos, dentro de ellos se encuentra el secado, la
sinterización y la vitrificación.

Secado y eliminación de aglutinante: el
propósito del secado de las cerámicas es eliminar
agua del cuerpo cerámico plástico antes de ser
sometidas a alta temperaturas. Generalmente la eliminación
de agua se lleva a cabo a menos de 100 oC y puede tardar
alrededor de 24 h para un trozo de cerámica grande. La
mayoría de aglutinantes orgánicos pueden extraerse
de las piezas por calentamiento en el rango de 200 a 300 oC,
aunque algunos residuos hidrocarbonatos pueden requerir
calentamiento a temperaturas mas elevadas.

Sinterización: el proceso por el que se consigue
que pequeñas partículas de un material se mantenga
unidas por difusión en estado sólido se llama
sinterización. En la fabricación de
cerámicas este tratamiento térmico se basa en la
transformación de un producto compacto poroso en otro
denso y coherente, la sinterización se utiliza de modo
generalizado para producir formas cerámicas a partir de el
Al2O3, SiC, ferritas, titanatos, etc.

El sinterizado comprende distintos mecanismos de
transporte de masa [32]. En la figura 1.5 se puede observar que
los límites de grano y la difusión
volumétrica (1, 2 y 5) hacia el cuello contribuyen a la
densificación (aumento de densidad). La difusión
superficial (3) y la condensación por evaporación
(4) pueden originar crecimiento del grano, pero no causan
densificación [4]

En el proceso de sinterización, las
partículas coalescen por difusión en estado
sólido a temperaturas muy altas, pero por debajo del punto
de fusión del compuesto que se desea sinterizar. Por
ejemplo el aislante de la bujía fabricado de
alúmina se sinteriza a 1 600 oC (el punto de fusión
de la alúmina es de 2 050 oC). En la sinterización
la difusión atómica tiene lugar entre las
superficies de contacto de las partículas a fin de que
resulten unidas químicamente.

A medida que el proceso continua, las partículas
mas grandes se forman a expensas de las mas pequeñas.
Mientras las partículas consiguen aumentar de
tamaño con el tiempo de sinterización, la porosidad
de los compuestos disminuye, al final del proceso se obtiene un
tamaño de grano en equilibrio, la fuerza directriz el
proceso es la disminución de energía del sistema.
El alto nivel de energía superficial asociado con las
partículas pequeñas individuales originales quedan
reemplazados por la energía global interior de las
superficies de los limites de grano de los productos
sinterizados.

Vitrificación: algunos de los productos
cerámicos tales como las porcelanas, productos arcillosos
estructurales y algunos componentes electrónicos contienen
una fase vítrea. Esta fase vítrea sirve como medio
de reacción para que la difusión pueda tener lugar
a menor temperatura que en el resto del material sólido
cerámico. Durante el tratamiento a elevadas temperaturas
de este tipo de material tiene lugar u proceso llamado
vitrificación, por medio del cual la fase vítrea se
licua y rellena los poros del material. Esta fase vítrea
liquida puede reaccionar también con algunos de los
sólidos restantes del material refractario. Durante el
enfriamiento, la fase liquida solidifica para formar una matriz
vítrea que une las partículas que no han
fundido.

Características
de los materiales cerámicos sinterizados

Es importante para los materiales cerámicos
sinterizados el tamaño promedio del grano, la
distribución del tamaño del grano y el nivel y tipo
de porosidad [6]. De igual manera, dependiendo de la
aplicación, pueden presentarse segundas fases en la
microestructura en forma de granos separados de componentes
disueltos en soluciones sólidas de la matriz, por lo que
las segundas fases en los límites de grano también
son de importancia.

Granos y límites de grano: el tamaño
promedio del grano está íntimamente relacionado con
el tamaño de la partícula primaria, un crecimiento
superior puede suceder debido a largos tiempos de
sinterización. Los materiales cerámicos con un
tamaño pequeño de grano son mas resistentes que los
de granos grueso [1]. Los tamaños de granos más
finos ayudan a reducir esfuerzos que se desarrollan en los
límites de grano debido a expansión y
contracción anisotrópicas. Normalmente, partiendo
de materias primas cerámicas mas finas se producen un
tamaño de grano mas fino, las propiedades
magnéticas, dieléctricas y ópticas dependen
también del tamaño promedio del grano y, en estas
aplicaciones, el tamaño del grano debe controlare
adecuadamente.

Porosidad: los poros representan el defecto de mayor
importancia presente en los materiales cerámicos
policristalinos. La presencia de poros suele ser perjudicial para
las propiedades mecánicas de los materiales
cerámicos en bloque [1], en vista de que dichos poros son
una localización preexistente a partir de la cual puede
crecer una grieta. La presencia de poros es una de las razones
por las cuales los materiales cerámicos muestran un
comportamiento tan frágil bajo carga a la tensión.
Dado que existe una distribución de tamaños de
poro, y el nivel general de porosidad se modifica, así
varían las propiedades mecánicas de estos
materiales. La presencia de poros por otra parte, puede resultar
de utilidad para incrementar la resistencia al choque
térmico. En ciertas aplicaciones, como filtros para
metales y aleaciones calientes o para líquidos o gases, es
deseable la presencia de poros interconectados.

En un material cerámico, los poros pueden estar
interconectados o cerrados. La porosidad aparente (Pa) mide los
poros interconectados y determina la permeabilidad, es decir, la
facilidad con que los gases y fluidos pasan a través de
componente cerámicos, la porosidad aparente se determina
pesando el material cerámico seco (Wd) y volviendo a
pesarlo tanto después de haber estado suspendido en agua
(Ws) como después de haber sido retirado de la misma
(Ww).

Conclusiones

En esta recopilación de información se
puede conocer a de modo general aspectos relacionados con los
materiales cerámicos.

Existen diversos métodos para la obtención
de polvos cerámicos agrupados en dos grandes grupos, los
mecánicos y los químicos, el mas utilizado dentro
de ellos es la reacción en estado sólido y es el
que ofrece mayores perspectivas de introducción a escala
industrial por su bajo costo y el equipamiento relativamente
sencillo.

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Autor:

M. Sc. Ing. Jorge Luis Garcia Jacomino

Dr. Lic. Rafael Quintana Puchol

Centro de Investigación de Soldadura
(CIS)

Facultad de Ingeniería
Mecánica

Universidad Central "Marta Abreu" de Las
Villas

Carretera a Camajuaní Km.
5½

Santa Clara, Villa Clara, CP.
54830

Cuba

? (53) (42) 223983