Materiales cerámicos

Materiales cerámicos

1. Generalmente cristalinos. Constituidos por elementos metálicos y no metálicos. Enlaces iónicos ó covalentes. Se obtienen a partir de polvos y posterior proceso de sinterización a elevadas temperaturas.

2. Alta dureza. - Alta resistencia a compresión. - Baja conductividad térmica y eléctrica. Elevada estabilidad química con la temperatura. - “Ligeros”. - Puntos débiles: fragilidad y escasa fiabilidad.

3. Clasificación

   • Por su origen
     • CERÁMICAS NATURALES. CERÁMICAS TRANSFORMADAS. CERÁMICAS SINTÉTICAS.
   • Campo de aplicación
     • VIDRIOS. ARCILLA COCIDA. ABRASIVOS. REFRACTARIOS. CEMENTOS. CERÁMICAS AVANZADAS.

4. Estructura atomica: Cristalina, amorfa o vítrea, los poros como parte de lña estructura.

   • Clasificación
     • CERÁMICAS IONICAS. CERÁMICAS COVALENTES. SÍLICE Y SILICATOS. ALEACIONES CERÁMICAS. CERÁMICAS CRISTALINAS. VIDRIOS CERÁMICOS. CERÁMICAS VÍTREAS.
       • CERÁMICAS IONICAS FORMADAS POR UN METAL + UN NO METAL: UNIÓN POR ATRACCIÓN ELECTROSTÁTICA ENTRE + y -.
       • CERÁMICAS CRISTALINAS - Forman microestructuras policristalinas. - En la microestructura se ven: granos, bordes de grano, poros anclados entre granos, microgrietas. - Los niveles de porosidad pueden llegar al 20 %. - Los poros y las microgrietas debilitan el material, sobretodo éstas últimas.
       • CERÁMICAS COVALENTES Formadas por dos NO METALES: unión por uso compartido de electrones entre átomos vecinos.
       • VIDRIOS CERÁMICOS - Se caracterizan por su ordenación atómica en cortas distancias. - Método de obtención de una cerámica vítrea. temperatura de transición vítrea.
       • SÍLICE Y SILICATOS - ABUNDANTES Y BARATOS. La unidad básica es la que resulta si sustituimos los C en el diamante por tetraedros de SiO4.
       • ALEACIONES CERÁMICAS Las cerámicas al igual que los metales forman aleaciones unas con otras. - En las aleaciones de metales se busca aumentar: - límite elástico. - la resistencia a la fatiga - ó la resistencia a la corrosión. En las aleaciones cerámicas se busca: - Mejorar tenacidad. - Conseguir densificación tota
       • CERÁMICAS VÍTREAS Es una cerámica parcialmente cristalina, de grano muy fino, se obtiene por calentamiento de un vidrio cerámico susceptible de experimentar una cristalización controlada. - No todos los vidrios cerámicos pueden experimentar cristalización parcial por tratamiento térmico. - Las cerámicas vítreas tienen como mínimo el 50 % cristalizado pudiendo llegar al 90 % de su volumen.
         • Se pueden obtener por dos vías:
           • 1ºConformar el vidrio de partida por métodos sencillos. 2º proceder a la desvitrificación del vidrio conformado.
           • 1º Conformado de polvos en estado vítreo. 2º Desvitrificación simultanea a la sinterización.

5. FAMILIAS DE CERÁMICOS

   • VIDRIOS CERÁMICOS O CERÁMICAS VÍTREAS
     • Obtención por: Soplado. Centrifugado. Moldeo a presión.
     • Tratamientos de recocido para disminuir su fragilidad: Tratamientos de temple sobre el vidrio plano. Vitrocerámicas
   • ARCILLA COCIDA
     • Constituidos por aluminosilicatos. - Poseen en su red agua enlazada químicamente. - Abundan otros elementos y estructuras
   • ABRASIVOS Y REFRACTARIOS
     • ABRASIVOS: Se destinan al corte o desgaste de materiales.
     • REFRACTARIOS: Se destinan a aplicaciones que requieran altas temperaturas sin fundir, ni reaccionar químicamente con materiales con los que estén en contacto y siendo también aislantes térmicos.
   • CEMENTOS
   • CERÁMICAS AVANZADAS

6. PROCESADO

   • Se obtiene mediante técnicas propias de la metalurgia de polvos.
     • Principales fases abricación: Fabricación de los polvos. Procesado de los polvos. Conformado. - Sintede frizado.
   • DEFECTOS TÍPICOS EN EL PROCESADO
     • FABRICACIÓN DE POLVOS Distribución inadecuada de tamaños. Forma de partícula no uniforme. Impurezas incontroladas. Partículas extrañas tamaño Aglomerados duros.
     • COMPACTO EN VERDE Grietas, huecos, insuficiente densidad, poros etc.
     • ACONDICIONAMIENTO DE POLVOS Distribución de tamaños de aglomerados inadecuados. Aglomerados duros, aglomerados huecos, viscosidad inaduada etc.
     • PIEZAS SINTERIZADAS: Grietas, poros, huecos zonas de diferente tamaño de grano etc.

7. COMPORTAMIENTO MECÁNICO

   • Propiedades
     • Refractariedad. - Comportamiento electrónico y magnético. - Elevada resistencia a altas temperaturas. - Elevados valores de dureza. - Excelentes propiedades tribológicas. - Químicamente inertes. - Tenacidad <-> Fragilidad

8. MEDIDA DE LA DUREZA EN LOS MATERIALES CERÁMICOS

   • ENSAYOS DE DUREZA
     • Dureza Knoop
     • Dureza Vickers

9. RESISTENCIA A TRACCIÓN

   • ENSAYO DE FLEXIÓN