Materiales cerámicos
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CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
• Materiales cerámicos
ÍNDICE
0.- BIBLIOGRAFÍA
1.- INTRODUCCIÓN
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
2.2.- Comportamiento tensión-deformación
2.3.- Mecanismos de deformación plástica
2.4.- Otras consideraciones mecánicas
3.- CLASIFICACIÓN
4.- VIDRIOS
4.1.- Introducción
4.2.- Propiedades
4.3.- Conformado del vidrio
4.4.- Tratamientos térmicos
4.5.- Cerámicas vítreas
5.- PRODUCTOS DE ARCILLA
5.1.- Características
5.2.- Técnicas de fabricación
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.1.- Materiales refractarios
6.2.- Materiales abrasivos
6.3.- Obtención de piezas cerámicas. Sinterizado
6.4.- Cementos
6.5.- Materiales cerámicos avanzados. Aplicaciones
estructurales
6.6.- Aplicaciones eléctricas y electrónicas
0.- BIBLIOGRAFÍA
“Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales” Vol I W.D. Callister Jr. Ed. Reverté. Barcelona, 1995
“Introducción a la Ciencia de Materiales para Ingenieros” J.F. Shackelford; trad. A. Güemes Ed. Prentice-Hall; Madrid;1998.
“Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales” W.F. Smith Ed. Mc. Graw-Hill; Madrid; 1998.
“Advanced Technical Ceramics” Edited by Shigeyuki Sömiya Academic Press, Inc. San Diego, California. 1988
“Introduction to Ceramics” W.D.Kingery, H.K.Bowen, D.R.Uhlmann John Wiley & Sons, Inc. USA. 1976
“Manual McGraw-Hill de Reciclaje” H.F. Lund Ed. McGraw-Hill
www.vidrala.comwww.guardian.com.es
www.calcinor.comwww.deguisa.com
http://www.abaltex.com/
WEBS:
1.- INTRODUCCIÓN
Keramikos : “cosa quemada” → COCCIÓN
- Cerámica tradicional (arcilla): para la obtención de porcelana fina, ladrillos, baldosas, azulejos, vidrios o cerámicas refractarias
- Cerámicos avanzados o ingenieriles- Vidrios
Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos (enlace covalente y/o iónico), habitualmente compuestos de dos o más elementos.
El material debe ser eléctricamente neutro, por lo que el número de cationes y aniones ha de estar equilibrado: relaciones estequiométricas (ClNa, FeO, Fe2O3, Al2O3, TiN, TiC, SiC, BaTiO3)Pueden ser cristalinos o amorfos (vidrios).
Obtención de los diferentes cerámicos:Moldeo: sus Tf son muy elevadasConformado: son muy frágiles y poco deformables
1.- INTRODUCCIÓN
Ejemplos de materiales cerámicos:
Nitruro de silicio (Si3N4), utilizado como polvo abrasivo.
Carburo de boro (B4C), usado en algunos helicópteros y cubiertas de tanques.
Carburo de silicio (SiC), empleado en hornos microondas, en abrasivos y como material refractario.
Diboruro de magnesio (MgB2), es un superconductor no convencional.
Óxido de zinc (ZnO), un semiconductor. Protección térmica del transbordador espacial
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en núcleos de transformadores magnéticos y en núcleos de memorias magnéticas.
Esteatita, utilizada como un aislante eléctrico.
Ladrillos, utilizados en construcción
Óxido de uranio (UO2), empleado como combustible en reactores nucleares
Óxido de itrio, bario y cobre (YBa2Cu3O7-x), superconductor de alta temperatura.
1.- INTRODUCCIÓN
Nombres habituales de los cerámicos más empleados:
Composición Nombre común
Al2O3
MgO
MgAl2O4 (=MgO·Al2O3)
BeO
ThO2
TiO2
ZrO2 (estabilizada con CaO)
BaTiO3
NiFe2O4
Alúmina, corindón
Magnesia, magnesita refractaria, periclasa refractaria
Espinela
Berilia, óxido de berilio
Toria, óxido de torio
Dióxido de titanio
Circona estabilizada o parcialmente estabilizada
Titanato de bario
Ferrita de níquel
SiC
Si3N4
TiC
TaC
WC
B4C
BN
CBN
C
Carburo de silicio
Nitruro de silicio
Carburo de titanio
Carburo de tántalo
Carburo de wolframio (o de tungsteno*)
Carburo de boro
Nitruro de boro
Nitruro de boro cúbico
Diamante, grafito, carbono
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
A temperatura ambiente los cerámicos se rompen antes de que ocurra deformación plástica.
La razón es que, al estar compuestos de aniones y cationes, el movimiento de las
dislocaciones (o el deslizamiento de los planos) resulta mucho más complicado que en los
dúctiles metales, compuestos únicamente de cationes.
Siempre existen defectos (concentradores de tensión): microfisuras, poros internos, puntos
triples, y como los cerámicos tienen un KIC sensiblemente más bajo que el de los metales, las
grietas pueden avanzar fácilmente.
Nota: Se llama KIC a un parámetro, llamado Factor de concentración de tensiones, que
describe la tenacidad a la fractura.
KIC = Yσ√( πa) en condiciones de deformación plana
con a: tamaño del defecto, σ: tensión aplicada, e Y: función geométrica relacionada con la
forma y tamaño de la probeta y de la grieta.
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
Esto provoca que en un ensayo de tracción la tensión de roturadependa más del número de defectos existentes que de las propiedades del material, siendo diferente para cada probeta.
Cuanto menor sea el volumen de la probeta, menor probabilidad de encontrar defectos, y más probable que la resistencia mecánica sea alta.
Por ello, no se utiliza Rm como parámetro de diseño, ni aún con un factor de seguridad.
Distribución de Rm en el cemento Portland
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
Es más habitual realizar ensayos de flexión. A compresión este fenómeno resulta mucho menos determinante (las grietas no actúan), por lo que la resistencia a compresión resulta mucho mayor que la resistencia a tracción.
En algunos casos ocurre la fractura pese a que la tensión es estática y no se haya alcanzado el KIC Se llama fractura retardada o fatiga estática-
Este tipo de fractura es sensible al medio y a la humedad y debida a que se da una corrosión bajo tensión en la punta de la grieta hasta que ésta crece hasta el tamaño crítico.
A mayor tensión, menos tiempo se necesita para alcanzar dicho tamaño y la grieta avanza a mayor velocidad.
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.1.- Fractura frágil
Aumento de tenacidad
• Por transformaciónPartículas pequeñas dispersas de circona estabilizada parcialmente.Al experimentar el campo de tensiones, las partículas metaestables se transforman, aumentando su volumen y generando unastensiones de compresión sobre la punta de la grieta.
• Por composición (CMC)Fibras o whiskers que inhiben la propagación de la grieta por deflexión de la punta de la grieta o estirado de las fibras/whiskers fuera de la matriz o redistribución de las tensiones en las regiones adyacentes
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.2.- Comportamiento tensión-deformación
Los materiales cerámicos presentan un comportamiento elástico lineal, cumpliendo la ley de Hooke, σ=E·εSon materiales más rígidos que los metales
Como se ha dicho, los ensayos mecánicos más típicos debido a la fragilidad del material son los de flexión.
σmr = σmax: módulo de rotura o resistencia a la flexión
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.2.- Comportamiento tensión-deformación
σmr > σtracción (pues hay compresión)
pero también depende del número de defectos y, por ende, del volumen ensayado.Por ello, es más drástico flexión en 4 puntos (permite una idea mejor de la cantidad y tamaño de los defectos, pero da unos valores de tensión de rotura menores).
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.2.- Comportamiento tensión-deformación
Mecanismos de deformación plástica
2.1.1.1 Cerámicos cristalinosMovimiento de dislocaciones. Sin embargo, como se ha dicho ya, en los cerámicos hay pocos sistemas de deslizamiento, por lo que la deformación plástica es virtualmente inexistente.
2.1.1.2 Cerámicos no cristalinosSe da un flujo viscoso, en el que la velocidad de deformación es proporcional a la fuerza ejercida
Deslizamiento de iones por rotura y deformación de enlaces.La viscosidad da una medida de la resistencia a la deformaciónSe mide en Poises, 1P = 1 Pa·s (viscosidad del agua a temperatura ambiente, 10-3 P)
2.- PROPIEDADES MECÁNICAS
2.3.- Otras consideraciones mecánicas
Influencia de la porosidadMuchas veces, las piezas cerámicas conservan cierta porosidad. Ésta tiene influencia en el comportamiento mecánico del material:E = Eo (1-1,9(%p)+0,9(%p)²)
Óxido de aluminio a temperatura ambiente
Sobre σmr el efecto es mayor debido a la superficie real menor y a la concentración de tensiones:σmr = σo exp(-n(%p))con n, una constante experimental
Óxido de aluminio a temperatura ambiente
DurezaSólo los cerámicos tienen durezas mayores que 1000HK. Se suelen emplear como abrasivos
Fluencia en calienteAunque también se da, ocurre a muy altas temperaturas
3.- CLASIFICACIÓN
Obtención de los diferentes cerámicos:
- Moldeo, sus Tf son muy elevadas- Conformado, son muy frágiles
Clasificación de los cerámicos sobre la base de su aplicación
4.- VIDRIOS
4.1.- Introducción
Recipientes, ventanas, lentes, fibra de vidrioPropiedades: transparencia óptica y facilidad de fabricación
Silicatos no cristalinos con otros óxidos (CaO, Na2O, K2O, Al2O3)
4.- VIDRIOS
4.1.- Introducción
No tienen temperatura de fusión definida:
T>Tg líquido más o menos subenfriadoT<Tg vidrioLos estados del vidrio se definen en función de su viscosidad.
4.- VIDRIOS
4.1.- Introducción
Punto de fusión: η =100 P; fluidez de líquidoPunto de trabajo: η =104 P; conformabilidad muy fácilPunto de ablandamiento: η =4·107 P; máxima temperatura de manipulación para no producir alteraciones dimensionales significativasPunto de recocido: η =1013 P; difusión atómica eficiente: cualquier tensión residual es eliminada en unos 15 min.Punto de deformación: η =3·1014 P; fractura antes de la deformación plástica. Es inferior a la temperatura de transición vítrea.
4.- VIDRIOS
4.2.- Propiedades
Fragilidad debida a la porosidadMejorable por Temple (tratamiento térmico) o Temple químico
Temple térmicoSe trata de introducir tensiones residuales superficiales de compresiónTemperatura: entre la temperatura de ablandamiento y Tg.Enfriamiento en chorro de aire o en baño de aceite.Con la diferencia de velocidad de enfriamiento entre zonas, la exterioradquiere rigidez antes, con lo que al irse contrayendo la interior tira dela exterior.Dado que la rotura en cerámicos se produce a partir de tracción en lasuperficie, la generación de tensiones internas de compresión conllevaque la tensión de tracción necesaria para la rotura aumente, al tenerque vencer primero a la compresión.Aplicaciones: puertas grandes, parabrisas de automóvil y lentes.
4.2.1.- Propiedades mecánicas
4.- VIDRIOS
Temple químicoConsiste en la inserción de iones más grandes en la superficie (K en vez de Na) sumergiendo el vidrio en un baño en caliente. Se emplea en secciones más delgadas pues la capa compresiva es menor.
4.2.1.- Propiedades mecánicas
4.- VIDRIOS
4.2.2.- Propiedades ópticas
Índice de refracción
Altas n: “centelleo”, múltiples reflexiones internas de la luz.Adición de óxido de plomo a vidrios de silicato: eleva n
4.- VIDRIOS
4.2.2.- Propiedades ópticas
ReflectividadEn los materiales parcial o totalmente transparentes, parte de la luz pasa y se refracta y otra se refleja con un ángulo igual al incidente.
R es la reflectividad.Los materiales con alto n son también altamente reflectantes. Aplicable en esmaltes vítreos; no siempre deseable en lentes (se pierde luz) Las superficies lisas dan una reflexión especular, mientras que las rugosas dan reflexión difusa.Mayor brillo superficial: n alta y superficie lisa.
4.- VIDRIOS
4.2.2.- Propiedades ópticas
Materiales Transparentes, Translúcidos y OpacosTransparencia: capacidad de transmitir una imagen clara; asociada con la falta de porosidad. Su opuesto es la Opacidad.Materiales translúcidos: transmiten imagen difusa.Depende, por un lado, de la cantidad y tamaño de porosidad y de segundas fases, y por otro, de sus índices de refracción relativos.Los poros o partículas inferiores a la longitud de onda de la luz (400-700 nm) no dispersan; dentro de ese intervalo sí dispersan y llegan a impedir la transmisión.Opaco: ndefecto> nvidrio (por ejemplo, 2,0 frente a 1,5, en el SnO2
En metales, la opacidad se debe a la la absorción de energía por loselectrones de conducción.
4.- VIDRIOS
4.2.2.- Propiedades ópticas
ColorEn cerámicos y vidrios el color se debe a absorción selectiva de determinadas ondas por los electrones de transición de los metales de transición (Fe, Co,..). Si absorben zona roja, el resultado es vidrio azul.Los colores dependen del número de coordinación del ión.
Curva de absorción para un vidrio de silicato que contiene en torno a un 1% de óxido de cobalto. Resultado: color azul.
Colores que proporcionan diversos iones metálicos a los vidrios de silicato.
4.- VIDRIOS
Arena de cuarzo común (sílice) + ceniza de sosa (bicarbonato sódico) +piedra caliza (bicarbonato cálcico)Para la transparencia óptica: producto homogéneo y sin poros => fusión completa y mezclado de materias primas, con ajuste de la viscosidad para que no aparezcan burbujas (poros)
4.3 Conformado del vidrio
- Soplado: a mano o automatizado (jarros, botellas y bombillas)
- Prensado: piezas de paredes gruesas: placas y platos.
4.- VIDRIOS
- Estirado o flotado: piezas largas (láminas, barras, tubos y fibras) de sección constante.
- Fibra de vidrio: se hace pasar el vidrio fundido a través de pequeños orificios en la base de la cámara
4.3 Conformado del vidrio
4.- VIDRIOS
4.4.- Cerámicas vítreas
Vitrocerámica: material de grano muy pequeño (0,1-1 μm), libre de tensiones residuales, obtenido por desvitrificación de un 90% del material.
Desvitrificación: opacidad, cambios de volumen
Agente nucleante: TiO2 finamente disperso. Para una composición dada existe unas temperaturas óptimas para la nucleación y crecimiento de las cristalitas.
El vidrio rellena los espacios entre granos, dando lugar a una estructura libre de poros.
4.- VIDRIOS
4.4 Cerámicas vítreas
Propiedades:
• Coeficiente de dilatación térmica pequeño (resistencia al choque térmico)• Resistencias mecánicas altas• Resiliencia mucho mayor que en los cerámicos convencionales (no poros)• Conductividad térmica elevada• Facilidad de fabricación (técnicas tradicionales de conformado de vidrio)
Composición: Li2-Al2O3-SiO2, MgO-Al2O3-SiO2, Li2O-MgO-SiO2
Nombres comerciales: Pyroceram, Cer-Vit, Hercuvit
Artículos de cocina para hornos, aisladores, sustratos para placas de circuitos integrados
5.- PRODUCTOS DE ARCILLA
5.1.- Características de la arcilla
Productos estructurales de arcilla: ladrillos, baldosas, tuberíasPorcelanas: alfarería, vajilla, porcelana fina, artículos sanitarios.Porcelana eléctrica aislante (hasta 60 Hz)
Son aluminosilicatos Al2O3·SiO2 hidratados Impurezas comunes con compuestos: óxidos de bario, calcio, sodio, potasio y hierro y algo de materia orgánica.
HidroplasticidadGran intervalo de temperaturas de fusión
Caolinita: Al2(Si2O5)(OH)4
Estructura en capasAgua entre las capas: película delgada alrededorLibertad de movimiento – plasticidadAdemás de arcilla, suelen tener otros componentes:Porcelana = 50% arcilla + 25% cuarzo + 25% feldespatoFeldespato: es un fundente, pues funde a bajas temperaturas y se vitrifica, uniendo los componentes refractarios
Estructura de la arcilla caolinita
5.- PRODUCTOS DE ARCILLA
5.2.- Técnicas de fabricación
5.2.1 Moldeo
- Conformación hidroplásticaMezclados con agua -> fácilmente moldeables sin fisuración; resistencia bajaExtrusión con husillo (admite insertos para agujeros): Ladrillos, tuberías, bloques cerámicos y azulejos
- Moldeo en barbotinaBarbotina: suspensión de arcilla y/o otros materiales no plásticos en agua.En molde poroso (yeso), el agua es absorbida por el molde dejando capa sólida de espesor dependiente del tiempo.
Molienda Tamizado Mezclado con agua y otros ingredientes
5.- PRODUCTOS DE ARCILLA
5.2.2.- Secado y cocido
SecadoRetirar el resto de aguaContracción: El agua rodea las partículas, al secarse la distancia entre partículas disminuye.El secado del interior se realiza por difusión y luego evaporación.Si la evaporación es mayor que la difusión se secará la superficie y aparecerán defectos.
5.- PRODUCTOS DE ARCILLA
5.2.2.- Secado y cocido
Cocción900-1400°Vitrificación: vidrio líquido que fluye hacia los poros y en parte llena su volumen. Depende de la temperatura y del tiempo, así como de la composición (feldespato como fundente).La fase fundida fluye alrededor de las partículas no fundidas y llena los poros gracias a las fuerzas de tensión superficial (acción capilar).Al enfriar, esta fase fundida forma una matriz vítrea, formando un cuerpo fuerte y denso.
Probeta de cerámica sinterizada. Granos grandes: cuarzo; granos pequeños indistintos: feldespato parcialmente
disuelto; fase vítrea (arcilla) y poros oscuros.
Fase vitrificada + partículas de cuarzo sin reaccionar + poros
Temperatura↑ Vitrificación↑ Resistencia, durabilidad, densidad ↑
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
5.3.- Otros métodos de fabricación
5.3.1.- Compactado
No se da deformación plásticaLigantes: lubricarUniaxial: formas sencillas; alta producción; baratoHidrostático (isostático): formas complicadasPrensado en caliente: no sinterizado
5.3.2.- Sinterizado
No necesaria fase líquidaDifusión en estado sólidoPrensado en caliente (HIP)Densidades muy altas sin crecimiento de granoCaro en tiempoMolde caro y de vida corta
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6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.1.- Refractarios
Capacidad de soportar altas temperaturas sin fundir o descomponerseCapacidad de permanecer inertes sin reaccionar cuando son expuestos a medios agresivosCapacidad de producir aislamiento térmico
Aplicaciones: revestimientos de hornos para el afino de metales, elaboración del vidrio, tratamiento térmico y generación de electricidad.
Refractarios de arcillaConsisten en arcillas refractarias + alúmina + sílice. La temperatura máxima de uso es en torno a los 1587°C, aunque en servicio admite cierta cantidad de fase líquida.
Ladrillos para construcción de hornos, para confinar atmósferas muy calientes y para aislar térmicamente miembros estructurales de temperaturas excesivas.No es importante la resistencia, pero sí la exactitud dimensional y la estabilidad del producto.
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6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
Ácidos (de sílice)Capacidad estructural a temperaturas elevadas: techos arqueados de los hornos de producción de acero y vidrio (1650°C)Debe evitarse la alúmina, pues disminuye la temperatura de usoResistentes también a las escorias ricas en sílice: recipientes.Fácilmente atacables por escorias de cal y magnesia
BásicosRicos en periclasa (magnesia calcinada, MgO), compuestos de calcio, cromo y hierro.Sílice perjudicial para sus prestaciones a temperatura elevadaResistentes al ataque por escorias de MgO y CaOHornos altos de producción de acero.
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
EspecialesÓxidos de alta pureza que pueden producirse con poca porosidad: alúmina, sílice, magnesia, berilia, circona y mullita (3Al2O3·2SiO2)
Carburos: SiC (resistencias eléctricas de calefactores, crisoles, componentes internos de hornos)
Carbono y grafito: muy refractarios, pero oxidables a 800°C; precisan de atmósfera reductora
Temperatura de servicio inferior a la temperatura de cocciónPorosidad: Resistencia mecánica y al ataque / Aislamiento térmico
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.2.- Materiales abrasivos
Ejemplos:Diamante (caro), CBN (BN cúbico), casi tan duro como el diamante pero más resistente al calentamiento, SiC, TiC, WC, Al2O3 (corindón), arena de sílice.
a) SiC
b) Al2O3 (Corindón)
Aplicaciones: - Muelas de desbaste: Partículas unidas a la muela por medio de una cerámica vítrea o resina orgánica. Poros para refrigeración por corriente de aire o líquido- Recubrimientos: papel de lija- Partículas sueltas: suspensiones de pulido- Herramientas de corte
Propiedades:- Resistencia al desgaste y dureza elevadas- Tenacidad alta, los granos abrasivos absorben energía y resisten impactos- Resistencia a la temperatura y refractariedad
Desgastar, desbastar, cortar, afilar y pulir, otros materiales menos duros.
www.kcabrasive.comwww.abraflex.comwww.fepa-abrasive.orgwww.washingtonmills.comhttp://fr.new.ngk.de/ntk/en/cuttingtools/cuttingtools.html
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.3.- Cementos
Mezclados con agua forman una pasta que luego fragua y se endurece
Cemento: ligante para hormigones
Cemento Portland. Composición: aluminosilicatos cálcicos, se obtiene moliendo y mezclando íntimamente minerales de arcilla y caliza. Se calienta la mezcla a 1400 ºC en horno giratorio → clinker → triturado hasta formar polvo fino al que se le añade yeso para retrasar el fraguado.
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.4.- Materiales cerámicos avanzados
Los más habituales están constituidos principalmente por compuestos puros o casi puros; principalmente, óxidos, carburos o nitruros.
Alúmina Al2O3 (corindón)
Propiedades
• aislante eléctrico• resiste a la corrosión• resiste el desgaste• alta dureza• gran inercia química
Aplicaciones
• bujías• aplicaciones abrasivas (pulido…)
Nitruro de silicio (Si3N4)
Propiedades:
• resiste la corrosión a alta temperatura• resiste la fricción y el desgaste• bajo coeficiente de expansión• ligereza• gran dureza.
Aplicaciones:
• herramientas de corte• rodillos antifricción y cojinetes de bolas
• componentes para motores de explosión o diesel.
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.4.- Materiales cerámicos avanzados
Carburo de silicio (SiC)
Propiedades
• propiedades mecánicas a alta temperatura• buena resistencia a la abrasión y a la oxidación a altas temperaturas• inerte químicamente• bajo coeficiente de dilatación• conductor eléctrico• gran dureza• Frágil a t. a. (3-5 MPa √m , con resistencia a flexión de 460 MPa)
Aplicaciones:
sellados y válvulas, toberas, moldes, láminas para secado y troqueles para alambres en procesos químicos industriales; cojinetes de impulso y de bolas, bombas de impulsión y troqueles de extrusión (por su resistencia al desgaste y a la erosión); por su resistencia a la termofluencia, toberas, tubos de intercambiadores de calor y componentes de hornos de difusión
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.4.- Materiales cerámicos avanzados
Otros:
Carburo de boro (B4C), de gran dureza y aislanteNitruro de boro (B3N), blando como tal y con resistencia al choque térmico pero en la estructura cúbica resulta de gran dureza; se aplica en mecanizado de alta velocidadCarburo y nitruro de titanio (TiC, TiN) se emplean como recubrimientos de herramientas de corteCermets: materiales compuestos formados por materiales metálicos y cerámicos. Están diseñados para combinar la resistencia a altas temperaturas y a la abrasión de los cerámicos con la maleabilidad de los metales. Como matriz se utiliza el metal, usualmente níquel, molibdeno, o cobalto, y la fase dispersa está constituida por carburos refractarios, óxidos, boruros o alúmina. Aplicaciones: Sellos y juntas que unen materiales cerámicos con metales. Celdas de combustible. Herramientas de corte y taladros (corte en seco). Celdas de combustible nuclear. Turbinas de motores a reacción.
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.4.- Materiales cerámicos avanzados
Blindaje de helicópteros en B4C,resistente al ataque balístico
Trajes de combate: se fabrican principalmente de B4C y SiC ya que reducen más de un 50% del peso que tendrían al fabricarlos con aceros
Ejemplos
Herramientas de corte fabricadas en Si3N4
Componentes resistentes a la erosión y corrosión para asientos de válvulas, tuberías y boquillas en general. Fabricadas en SiC, Si3N4, TiB2, B4C y AlN
6.- OTROS MATERIALES CERÁMICOS
6.5.- Aplicaciones eléctricas y electrónicas
Materiales aislantes eléctricos: porcelana dieléctrica (50% arcilla-25% SiO2-25% feldespato)porcelana de esteatita (90% talco-10%arcilla)
Electrónica:
sustrato de los circuitos integrados→ necesidades: baja constante dieléctrica (aislantes eléctricos) y alta conductividad térmica.
Hasta ahora se usaba óxido de Al pero baja conductividad térmica
Actualmente se usan cerámicas aislantes eléctricas y conductoras térmicas: B3N, SiC, AlN
Los chips de silicio pueden fallar en altas temperaturas frecuentemente por el calor generado por sus propios circuitos. El carburo de silicio (SiC) utilizado para fabricar dispositivos electrónicos que pueden funcionar a alta intensidad y en calor extremo.