Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos, no metálicos hechos de compuestos de un metal y un no metal. Los materiales cerámicos pueden ser cristalinos o parcialmente cristalinos. Se forman por la acción del calor y el enfriamiento posterior.
Propiedades de la cerámica:
1) dureza extrema
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– Alta resistencia al desgaste
– La dureza extrema puede reducir el desgaste causado por la fricción.
2) resistencia a la corrosión
3) resistencia al calor
– Baja conductividad eléctrica
– Baja conductividad térmica
– Baja expansión térmica
– Mala resistencia al choque térmico
4) baja ductilidad
– Muy frágil
– Alto módulo elástico
5) baja tenacidad
– Baja resistencia a la fractura
– Indica la capacidad de una grieta o defecto para producir una falla catastrófica
6) baja densidad
– La porosidad afecta las propiedades.
7) Alta resistencia a temperaturas elevadas.
clasificación de la cerámica 1:
Cerámica Tradicional
los tipos más antiguos y más conocidos (porcelana, ladrillo, loza, etc.).
Basado principalmente en materias primas naturales de arcilla y silicatos.
Aplicaciones:
Materiales de construcción (ladrillo, tubo de arcilla, vidrio)
artículos para el hogar (cerámica, utensilios de cocina)
fabricación (abrasivos, dispositivos eléctricos, fibras).
Cerámica avanzada:
se han desarrollado durante el último medio siglo.
Incluya materias primas artificiales, exhiba propiedades especializadas, requiera un procesamiento más sofisticado.
Aplicado como recubrimientos de barrera térmica para proteger estructuras metálicas, superficies de desgaste,
Aplicaciones del motor (nitruro de silicio (Si3N4), carburo de silicio (SiC), circonia (ZrO2), alúmina (Al2O3)).
clasificación de la cerámica 2:
1) Óxidos: alúmina, circonia
2) No óxidos: carburos, boruros, nitruros, siliciuros
3) Compuestos: Partículas reforzadas, combinaciones de óxidos y no óxidos.
Cerámica de óxido:
(imagen: circonia)
Resistente a la oxidación
Quimicamente inerte
aislante eléctricamente
generalmente baja conductividad térmica
fabricación ligeramente compleja
bajo costo para alúmina
fabricación más compleja
Mayor costo para la circona.
Cerámica sin óxido:
(Imagen: filtro de espuma cérmica de carburo de silicio (CFS))
Baja resistencia a la oxidación
dureza extrema
Quimicamente inerte
alta conductividad térmica
conducción eléctrica
difícil fabricación dependiente de energía y alto costo.
Compuestos a base de cerámica:
(Imagen: rotor compuesto de matriz de cerámica (CMC))
Dureza
baja y alta resistencia a la oxidación (relacionada con el tipo)
conductividad térmica y eléctrica variable
procesos de fabricación complejos
Alto costo.
clasificación de la cerámica 3:
clasificación de la cerámica 4:
Amorfo:
(Imagen: células fotovoltaicas de silicio amorfo y película delgada)
los átomos exhiben solo un orden de corto alcance
no hay una temperatura de fusión (Tm) distinta para estos materiales como ocurre con los materiales cristalinos
Na20, Ca0, K2O, etc.
Cristalino:
(imagen: una cerámica (cristalina) y un vidrio (no cristalina))
Los átomos (o iones) están dispuestos en un patrón que se repite regularmente en tres dimensiones (es decir, tienen un orden de largo alcance)
La cerámica cristalina es la cerámica de “Ingeniería”
– Altos puntos de fusión
– Fuerte
– Difícil
– frágil
– Buena resistencia a la corrosión.
