Las cerámicas son materiales inorgánicos procesados y estánconstituidos por moléculas.

los productos considerados dentro de esta familia son porcelanafina, porcelana eléctrica, ladrillos, baldosas y también vidrios ycerámicas refractarias.

Pero se han realizado progresos importantes por lo que ahora

Han sido descubiertos nuevas compuestos con propiedadesquecombinan las características y las ventajas de la cerámicatradicional, por ejemplo inercia química, capacidad a altatemperatura, y dureza, con la capacidad de soportar una tensiónmecánica significativa

El nitruro de silicio (Si3N4) es una cerámicaextremadamente fuerte que se crea mediante enlacesde reacción.

El nitruro de silicio ocupa más espacio que el siliciooriginal y por lo tanto, los poros entre los granos sellenan. Las dimensiones y formas del objeto creadomediante enlaces de reacción cambian ligeramentedurante el proceso

Así, las cerámicas son materiales resistentes y rígidos.Estos materiales se han desarrollado para mejoraralgunas propiedades de las cerámicas

La cerámica posee una combinación de capacidades aalta temperatura, alta fuerza, tolerancia a la dureza o adefecto, alta dureza, resistencia mecánica a las altastemperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a lacorrosión, resistencia al choque térmico, resistencia laabrasión, y durabilidad a largo plazo.

Características de la cerámica estructural de carburo de silicio

Las características de la cerámica estructural de SiC se demuestran en la Tabla

Modo de densificación del material

Propiedad Enlazadopor

reacción

Alfa

sinterizado

Beta

sinterizado

por presión

en caliente

(Al2O3)

Sinterizado

(Y2O3)

Densidad, kg/m3 3.1 3.1 3.0 3.3 3.2

Dureza, kg/mm2 1620 2800 2400

Resistencia a la torsión, MPa a 245 460 490 702 917

Módulo de Young, GPa 383 410 372 446

Índice de Poisson, GPa 0.24 0.14 0.16 0.17

Coeficiente de expansión

térmica, x10-6/ºC

4.8 4.02 4.4 4.6

Coeficiente de conductividad

térmica,W/(mK) a

135 126 71 80

Tecnología de fabricación Los carburos del silicio para el uso

estructural se pueden clasificar como:

sinterizado enlazado por reacción, fase

líquida, y de estado sólido sinterizado.

Para formar este material, una

preforma del polvo que contenía el

carbón agregado como polvo o como

el producto de la descomposición de

una resina de la fuente del carbón, se

infiltra con silicio alrededor 1500 ºC

con contacto directo o usando el vapor

del silicio.

Sistema Material

El carburo del silicio se presenta en una

variedad de formas cristalinas

polimórficas, generalmente señalada β-SiC

para la forma cúbica y α-SiC para las

variedades hexagonales y romboédricas.

La mayoría del polvo del carburo del silicio

es producido por el proceso de Acheson

que implica la reducción de la arena de la

silice de pureza elevada que rodea una base

eléctricamente calentada del coque del

petróleo o del carbón de la antracita.

Características de la cerámica estructural de

Nitruro de silicio

• Tiene una buena resistencia al desgaste y a la abrasión.

• Su oxidación es casi nula a temperaturas elevadas

• Su dureza y resistencia son altas por encima de los 1000C.

• Su principal ventaja es su resistencia al impacto térmico debido a un coeficiente de expansión térmica bajo.

Tecnología de fabricación• Una variedad de piezas densas

simples y complejas es hecha de

los polvos Si3N4 por técnicas de

proceso de cerámica.

• Hay dos variaciones operacionales

en el proceso de la HIP en relación

a piezas del nitruro de silicio.

En uno, los especímenes formadosse encapsulan en un cristal yentonces se realiza un prensadoen caliente isostático;

en la otra, denominada Sinter-HIP.

• El moldeo por inyección y el “slip

casting” se utilizan para hacer

componentes de cerámica

estructurales de nitruro de silicio

complejos.

• Una técnica alternativa para la

fabricación de las piezas complejas

de Si3N4 es enlazado por reacción.

Aplicaciones

• Los carburos del silicio se utilizan más parafuncionamiento con desgaste a bajatemperatura que para el comportamiento dealta temperatura.

• Los usos son tales como inyectores dechorro de arena, sellos automotores de labomba de agua, cojinetes, componentesde la bomba.

• La mayoría de los usos del motorimplican componentes auxiliares talescomo rotores del turbo, piezas del tren deválvula para reducir pérdidas por fricción,pernos de la muñeca del pistón, ycompartimientos de pre combustión.

• El Nitruro de silicio puede rectificarse condiamante con tolerancias precisas.

Recomendaciones

• A futuras investigaciones acerca decerámicos modernos este equipo deinvestigación recomienda que labúsqueda de fuentes de informaciónse efectué en idiomas extranjeroscomo el ingles, ya que se encontraráinformación más amplia y relevantepara el objeto de estudio.

• Recomendaríamos visitar a fabricasque trabajen con cerámicasestructurales a base de nitruro desilicio o zirconio.

• Visitar a empresas que importenaplicaciones de estos cerámicosmodernos para constatar ycomprender mejor sus propiedades.

Conclusiones

• Los cerámicos son materialesinorgánicos procesados y estánconstituidos por moléculas yderivan del vocablo griego keramosque significa “quemar”.

• El secreto químico de su dureza yresistencia son los átomos que lasconstituyen están ligadosestrechamente entre sí mediantesfuertes enlaces, formandoestructuras tridimensionalesgigantes, de manera que el materialpuede resistir altas temperaturas sinderretirse ni disociarse.

• Los productos cerámicos, sobre todolos nuevos cerámicos, se utilizarampliamente en la ingeniería, lasindustrias mecánicas, eléctricas,como también en nuestra vidacotidiana.