4.3.- PROCESOS DE FABRICACION DE CERAMICOS. 4.3.2.- FABRICACION DE CERAMICA FERROELECTRICA. 4.3.2.1.- AVANCES ACTUALES EN CUANTO A FABRICACION DE CERAMICA FERROELECTRICA.

4.3.- PROCESOS DE FABRICACION DE CERAMICOS.4.3.2.- FABRICACIN DE CERAMICA FERROELECTRICA.4.3.2.1.- AVANCES ACTUALES EN CUANTO A FABRICACION DE CERAMICA FERROELECTRICA.POR:CRUZ GLVEZ GUILLERMO BALAMTORIZ CONTRERAS JOS ALFREDO ACOSTA MARTNEZ ERNESTOESPINOSA GMEZ JOS BENJAMIN GARCA CONTRERAS MISAEL AMIRDURAN VENEGAS LUIS ARMANDOUNIDAD IV.- APLICACIONES DE PROCESOS TECNOLOGICOS

PROFESOR: FRANCISCO PEREZ ORTIZEQUIPO 32MM24.3 procesos de fabricacin de cermicosLa cermica (palabra derivada del griego keramikos, "sustancia quemada") es el arte de fabricar recipientes, vasijas y otros objetos de barro, loza y porcelana. Tambin es el nombre de dichos objetos.

Sin embargo El trmino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de su significado. No slo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen ms del 95% de la corteza terrestre), sino tambin a artculos y recubrimientos aglutinados por medio del calor, con suficiente temperatura como para dar lugar al sinterizado. Este campo se est ampliando nuevamente incluyendo en l a cementos y esmaltes sobre metal.Un material ferroelctrico es aquel que espontneamente posee una polarizacin elctrica cuyo sentido se puede invertir mediante aplicacin de un campo elctrico externo suficientemente alto (histresis ferroelctrica) Historia El efecto piezoelctrico o piezoelectricidad fue descubierto en 1880 por los hermanos Curie y P. Langevin lo puso en prctica por vez primera en sonares durante la I Guerra Mundial. Langevin, en ese entonces, utiliz cuarzo asociado a masas metlicas para generar ultrasonidos en el rango de KHrz. Tras la Primera Guerra Mundial debido a la dificultad para excitar transductores construidos con cuarzo, debido a su demanda de alta tensin, comenzaron las investigaciones con materiales sintticos piezoelctricos. En las dcadas del 40 y 50, estos esfuerzos llevaron a la fabricacin de las primeras cermicas piezoelctricas, de Titanato de Bario por la antigua URSS y Japn, y de [Titanato Zirconato de Plomo (PZTs)] por los EUA. El desarrollo de las cermicas piezoelctricas fue revolucionario. Ellas, adems de presentar mejores propiedades que los cristales despus de polarizadas, tambin presentaban geometras y dimensiones ms flexibles, ya que son fabricadas a travs de la sintetizacin de polvos cermicos, conformados mediante prensado o extrusin. Actualmente los materiales piezoelctricos predominantes en el mercado son las cermicas piezoelctricas tipo PZT con sus diversas variaciones. Otras como las compuestas por PT (PbTiO3) y el PMN (Pb(Mg1/3Nb2/3)O3) son utilizadas en dispositivos que con caractersticas especiales, como los transductores para alta temperatura.El procedimiento para la fabricacin de materiales cermicos piezoelctricos a partir de materias primas reactivas. Comprende las siguientes operaciones: primera, se mezclan soluciones de sales orgnicas, inorgnicas o mezclas de ambas, de los siguientes cationes pb2b, la3b, zr4b y ti4b, para formar una solucin nica a la que se aade un agente precipitante adecuado, lo que provoca la precipitacin secuencial de los distintos cationes en forma de hidrxidos; segunda, durante el proceso de precipitacin se agita la mezcla formada, para obtener un material amorfo que se separa mediante filtracin y lavado; tercera, el material amorfo una vez seco se partcula y precalcina a una temperatura comprendida entre 500 y 550 grados, obtenindose un compuesto cermico pulvurulento que se homogeniza en medio hmedo y posteriormente se seca y prensa por mtodos habituales; y por ltimo, el material prensado se sintetiza a una temperatura comprendida entre 1150 y 1250 grados.

Las principales aplicaciones de las cermicas

Equipos mdicos de imagen por ecografaMedidores de nivel y distancia por pulso-eco (los sensores de estacionamiento automotivos son ultrasnicos). Equipos de limpieza por ultrasonidos Sensores de vibraciones y acelermetro Mquinas de soldadura por ultrasonidosTransductores por ultrasonidos para ensayos no destructivos(END)Actuadores y motores piezoelctricos

4.3.2 fabricacin de cermica FerroelectricaUn material Ferroelctrico se puede explicar de manera sencilla como el anlogo elctrico de un imn; es decir, un material que posee una polarizacin espontanea como consecuencia del alineamiento de dipolos elctricos en una direccin Las tecnologas de la fabricacin para todos los materiales de cermica electrnica tienen los mismos pasos de procesado bsicos, sin importar el uso: preparacin del polvo, procesado de dicho polvo, green forming, y la densificacin. 4.3.2.1 AVANCES ACTUALES EN CUANTO A LA FABRICACIN DE CERMICA FERROELECTRICAAvances:

Memoria RAM FerroelectricaLa memoria RAM Ferroelectrica la cual promete funcionar con un 99% menos energa que una convencional. Prototipo:

Creada en la universidad de purdue en indiana Estados Unidos y siendo as un gran avance en el campo de la memoria para ordenador, este tipo de RAM consigue reducir drsticamente la cantidad de energa requerida por la memoria actual.

Lo mas interesante de esta tecnologa es que es capaz de almacenar informacin incluso despus de que el dispositivo se haya apagado y segn los clculos proporciona 1,6 Gigabytes por segundo de velocidad.

Desarrollo de componente LABVIEW

Se desarrollo un programa funcional en labview para controlar un sistema de medicin de microscopia electroqumica sobre materiales ferroelectricos al realizar pruebas se obtuvieron algunas curvas de acercamiento sobre sustratos de silicio.

Ejemplo :

Medidores de nivel y distancia por pulso-eco (los sensores de estacionamiento automotivos son ultrasnicos).

llamados ultrasonidos: son antes que nada sonido, exactamente igual que los que omos normalmente, salvo que tienen una frecuencia mayor que la mxima audible por el odo humano. sta comienza desde unos 16 Hz y tiene un lmite superior de aproximadamente 20 KHz, mientras que nosotros vamos a utilizar sonido con una frecuencia de 40 KHz. A este tipo de sonidos es a lo que llamamos Ultrasonidos. El funcionamiento bsico de los ultrasonidos como medidores de distancia se muestra de una manera muy clara en el siguiente esquema, donde se tiene un receptor que emite un pulso de ultrasonido que rebota sobre un determinado objeto y la reflexin de ese pulso es detectada por un receptor de ultrasonidos:

Actuadores y motores piezoelctricosPrincipalmente son usados en la industria automotriz por ejemplo la Vlvula piezoelctrica de una bomba de inyeccin de un motor diesel. El actuador piezoelctrico gris de la derecha mueve la aguja del inyector.Los actuadores piezoelctricos de un moderno motor de inyeccin directa de gasoil, tienen una forma similar a una vlvula. Con ellos se consiguen presiones de hasta 2.000 bares con tan slo apilar elementos piezoelctricos que mueven la aguja, dentro del inyector. Cuando se necesita una pequea gota de combustible (de unos pocos micro litros), ste se inyecta en un cilindro. Comparados con los pulverizadores de inyeccin convencional, que utilizan vlvulas magnticas, los actuadores piezoelctricos son unas tres veces ms rpidos y permiten mltiples inyecciones por cada una de las explosiones del cilindro.