Materiales cerámicos

.Preparación de materiales·Técnicas de conformado.Tratamientos térmicos

·Cristalinos·No cristalinos

Rotura de los materiales cerámicos

Conformación cerámica

Diagramas de fases

Clasificación

¿Qué son?·Definición ·Características

índice

Cerámica

Un material cerámico es el producto de sólidos inorgánicos metálicos o no metálicos, especialmente arcillas, y como resultado se obtiene un polvo o pasta que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos (tratamiento térmico) con los que adquiere consistencia pétrea.

DEFINICIÓN

¿Qué son?

CARACTERÍSTICAS

Son compuestos o soluciones complejos, y desde el punto de vista químico, sus atomos se unen mediante enlaces iónicos y covalentes. Generealmente, los materiales cerámicos son duros, frágiles, de alto punto de fusión, de baja conductividad térmica y eléctrica, con una cierta estabilidad química y térmica, y alta resistencia a la compresión.

Según su estructura, los cerámicos pueden clasificarse en dos grandes grupos, los cristalinos o cerámicos y los no cristalinos o vidrios. A su vez, los cristalinos pueden ser monocristalinos o policristalinos.Las cerámicas cristalinas pueden clasificarse en tres grupos, las cerámicas de silicato, los cerámicos de óxido sin silicatos, las cerámicas sin óxido.Los que presentan estructura policristalina o no cristalina pueden a su vez ser monofásicos o polifásicos.

Clasificación

Definiciones

Cristalinos: Poseen estructura cristalina.No cristalinos: Los átomos se acomodan en conjuntos irregulares y aleatorios.Monocristalinos: La disposición atómica es homogénea, sin interrupciones, a lo largo de toda la muestra.Policristalinos: Son un conjunto de muchos cristales pequeños o granos.Óxidos de silicato: La unidad estructural fundamental es el SiO2, incluyen por ejemplo a la porcelana y los materiales refractarios.Óxidos sin silicatos: Son compuestos a los que se les agregan impurezas.Sin óxidos: Materiales que sirven como elementos calefactores de horno, así como material abrasivo.Monofásico: Poseen una sola fase.Polifásico: Combinación de varias fases que tienen el mismo período pero distinta amplitud.

Conformación cerámica

1.Preparación del material2.Técnicas de conformado3.Tratamientos térmicos

Etapas

La mayor parte de los productos están fabricados por aglomeración de partículas. Se pueden añadir constituyentes como aglutinantes y lubricantes, en seco o en húmedo. Las materias primas son muy variadas y dependerán de las propiedades requeridas por las piezas terminadas.

Preparación del materiales

-Si los productos cerámicos no van a tener propiedades muy críticas (ladrillos) se mezcla los ingredientes con agua.-Para otros materiales cerámicas, las materias primas son tierras secas con aglutinantes (mortero) y otros aditivos.

Preparación del materiales

Pueden ser conformado por varios métodos en condiciones húmedas, plástica o seca. Los procesos de conformado en frío predominan en la industria cerámica, pero los procesos de moldeado en caliente tambien se usan con frecuencia.

Tecnicas de conformado

Prensado en seco: Se usa frecuentemente para productos refractarios (materiales de alta resistencia térmica) y componentes cerámicoselectrónico. Se puede definir como la compactación uniaxial simultánea y la conformación de los polvos granulados con pequeñas cantidades de agua y/o pegamentos orgánicos en un troquel. Después del estampado en frío, las partículas son calentadas (sinterizadas) para que consigan la fuerza y las propiedades microestructurales deseadas.

Tecnicas de conformado

Compactación isostática: en este proceso el polvo cerámico se carga en un recipiente flexible (caucho) que esta dentro de una cámara de fluido hidráulico a la que se aplica a presión. La fuerza de la presión aplicada compacta el polvo uniformemente en todas las direcciones, tomando el producto la forma del contenedor flexible. Después de presionar la pieza isostaticamente en frío se ha de pasar por el fuego (sinterización) para obtener las propiedades microestructurales requeridas.

Tecnicas de conformado

Compresión en caliente: En este proceso se consiguen piezas de alta densidad y propiedades mecánicas optimizadas combinando la presión unidireccional como la isostatica.

Tecnicas de conformado

Moldeo por barbotina o colada: La barbotina es una mezcla de arcilla y agua para lograr una consistencia barrosa.Es un proceso de revestimiento cuya ventaja principal es que se puede realizar una y otra vez de forma muy exacta y precisa.Consiste en vertir dentro de un molde poroso, una barbotina líquida. En este molde, (yeso), el agua y materiales solubles pasan a la escayola, dejando una capa de arcilla en estado sólido. Dependiendo del tiempo que se deje la barbotina dentro del molde, y del estado de este, así será el grosor de la pieza, una vez obtenido solo queda, darle la vuelta al molde y vaciar el exceso de barbotina.

Tecnicas de conformado

Extrusión: Las secciones transversales sencillas y las formas huecas de los materiales cerámicos en estado plástico se le ejerce presión a través de un troquel de embutir para dar forma. Este proceso es de aplicación común en la producción.

Tecnicas de conformado

tratamientos térmicos

Diagramas de fases

DIAGRAMA DE FASES

Como se ha comentado, las cerámicas suelen ser materiales poco tenaces y además presentan el llamado fenómeno de la fractura frágil que consiste en la amplificación del esfuerzo en las grietas tambien llamado "defecto Griffith"

Rotura cerámica

rotura de materiales cerámicos

Los diagramas de fases para los materiales cerámicos presentan soluciones sólidas, capas de miscibilidad y racciones de tres fases. Al igual que en los diagramas de fases de los metales y sus aleaciones, se puede aplicar la regla de la palanca para realizar los calculos de la determinacion de las fases y de la descomposición de equilibrio. Un compuesto muy importante es la "mulita". Los materiales ceramicos con dicho compuesto tienen una resistencia fuerte a altas temperaturas

equipo

Alberto Pérez Sierras

Ángel Parras Carmona

Antonio Benítez González

¡gracias!