Ceramica

Material cerámico
Un material cerámico es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) es también elevado, además presentan un modo de rotura frágil.
Todas estas propiedades, hacen quelos materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, etc). Por esta razón, en las cerámicas realizamos un tratamiento de sinterización. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista. Un ensayo a tracción, por los poros y un módulo de Young y una fragilidad elevados y altener un enlace interatómico (iónico y/o covalente), es imposible de realizar. Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero. La razón, viene dada por la compresión de los poros/agujeros que se han creado en el material. Al comprimir estos poros, la fuerza por unidad de sección es mayor que antes delcolapso de los poros.
Tipos de materiales cerámicos
El producto obtenido dependerá de la naturaleza de la arcilla empleada, de la temperatura y de las técnicas de cocción a las que ha sido sometido.
• Materiales cerámicos porosos
No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo como la arena. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases,líquidos y grasas. Los más importantes:
Arcilla cocida: De color rojizo debido al óxido de hierro de las arcillas que la componen. La temperatura de cocción es de entre 700 a 1.000 °C. Si una vez cocida se recubre con óxido de estaño (similar a esmalte blanco), se denomina loza estannífera. Se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
Loza italiana: Se fabrica con arcilla entreamarillenta y rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción varia entre 1.050 a 1.070 °C.
Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el óxido de hierro y se le añade sílex (25-35%), yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. La cocción se realizaen dos fases:
Cocido entre 1.200 y 1.300 °C.
Se extrae del horno y se cubre de esmalte. El resultado es análogo a las porcelanas, pero no es impermeable.
Refractarios: Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. El enfriamiento se debe realizar lenta yprogresivamente para no producir agrietamientos ni tensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperiaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son:
Ladrillos refractarios, que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos.
Electrocerámicas: Con las que en la actualidad se están llevando a cabo investigaciones en motores de automóviles, aviones,generadores eléctricos, etc., con vistas a sustituir elementos metálicos por refractarios, con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor rendimiento. Una aplicación no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje.
• Materiales cerámicos impermeables y semi-impermeables
Se los ha sometido a temperaturas bastante altasen las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros. Los más destacados:
Gres cerámico común: Se obtiene a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos.
Gres cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo óxidos metálicos) a las que se le...