Por Miguel Ángel ClementePor Miguel Ángel Clemente
Los materiales cerámicos han sido muy
utilizados desde la Antigüedad (ornamentación, construcción, etc.)
Actualmente, son los materiales mas usados en la construcción. Ahora se está investigando sobre materiales cerámicos de alto rendimiento.
Contextualización
Sólidos inorgánicos y no metálicos Duros y frágiles. Muy resistentes al desgaste. Resistentes a la corrosión y oxidación. Inertes y biocompatibles. Altos puntos de fusión. Asequibles económicamente.
Propiedades
Hay 7 grupos:1. Cerámicos en general2. Vidrios3. Vitrocerámicos4. Cerámicos de alto rendimiento5. Cemento y hormigón6. Rocas y minerales7. Cerámicos compuestos
Tipos
Construidos por arcilla y luego cocidos. Porosos: sin vitrificación, son permeables a
gases líquidos y grasas. Ladrillos, botijos y huchas.
Impermeables: una vez se les ha dado la forma, se calientan y se vitrifica la arena de cuarzo. Gres y porcelana.
Cerámicos
Constituidos sobre todo por sílice, aunque se
añaden otros compuestos, para modificar sus propiedades.
Se dividen en1. Vidrio común2. Borosilicatos vítreos, que son resistentes al
calor. Tipos: hueco, prensado, plano, de seguridad,
pretensado, fibra de vidrio, fibra óptica.
Vidrios
Arcilla y barro. Cuberterías, cristalerías, ladrillos o azulejos.
Vitrocerámicos
Herramientas de corte, porque son resistentes
al desgaste. Tenacidad a las fracturas.
Cerámicos de alto rendimiento
Materiales muy usados en la construcción. Cemento: aglomerante en forma de polvo.
Cal, sílice y alúmina. Mezclado con arena y agua es mortero.
Hormigón: Arena, agua y grava con cemento. Con barras de acero es hormigón armado.
Cemento y hormigón.
Materiales cerámicos naturales. El hielo está incluido. La piedra es uno de los materiales de
construcción más antiguo.
Rocas y minerales
Realmente no son ni cerámicas ni vidrios, pero
se incluyen. Se mezclan con plásticos o metales. Ejemplos de estos materiales son fibra de
carbono y fibra de vidrio
Cerámicos compuestos
Materiales cerámicos iónicos, constituidos por
metal y no metal. Se ceden electrones. NaCl, MgO.
Materiales cerámicos covalentes, formados por la unión de dos no metales, o elementos puros. Se comparten electrones.
Materiales cerámicos cristalinos, presentan una estructura cristalina perfecta, y la de los vidrios es amorfa.
Estructura interna
Elasticidad: tienen una elasticidad alta por tener
bajas densidades Dureza: son materiales extremadamente duros,
incluso más que las aleaciones metálicas, por ello se usan como herramientas de corte o pulido.
Resistencia a la fractura: no tienen mucha resistencia a la fractura, son mas bien frágiles, es la ‘’pega’’ de los materiales cerámicos.
Resistencia al choque térmico: depende del material. Se mide calentando lentamente el material y se sumerge en agua fría, así se sabe el cambio de temperatura que soporta.
Propiedades
Fragilidad: se mide por las grietas que tiene
un material en su interior. Se mide en probabilidad de fallo.
Resistencia con el tiempo: algunos materiales, como el vidrio, se rompen sin motivo aparente, ese motivo es que las grietas de su interior dejan de soportar la tensión, y se rompe.
Propiedades II
Materiales cerámicos naturales: extracción, y
luego modelado. Vitrocerámicas: la arcilla se cuece y la fase
vítrea se funde y enlaza las fases cristalinas. Materiales cerámicos de alto rendimiento: el
proceso se llama sinterización. El polvo se prensa y se calienta, se da la forma deseada.
Fabricación
Vidrio:
Fabricación
Disminuyendo el tamaño de las grietas, que se
podría arreglar un poco mejorando el sinterizado: haciendo el polvo mas fino y controlando las condiciones en las que se produce.
Incrementando la tenacidad, puesto que es baja, la tenacidad es baja, porque las grietas se expanden, por eso, la solución son los materiales compuestos, puesto que si la grieta se encuentra con un material no cerámico se detiene.
Mejora de materiales cerámicos