Ceramicos especializados

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Introducción

Los materiales cerámicos han recorrido un largo camino desde que se construyeron los primeros objetos de alfarería hace algunos miles de años. En aquella época la alfarería ayudó a desarrollar la agricultura debido a que se requerían recipientes fuertes para transportar y almacenar granos, frutas y raíces. Hoy en día los materiales cerámicos encuentran todo tipo deaplicaciones; los escultores, cirujanos, diseñadores de computadoras e ingenieros, con frecuencia utilizan cerámicas en una u otra forma.

Hasta 1950 los materiales más importantes de esta clase se denominaban “cerámicas tradicionales”, que son aquellas para las cuales la materia prima de partida es la arcilla; los productos considerados dentro de esta familia son la porcelana fina, porcelanaeléctrica, ladrillos, baldosas y también vidrios y cerámicas refractarias.

Más tarde, se han realizado progresos importantes en el conocimiento fundamental de estos materiales y de los fenómenos que ocurren en ellos que son los responsables de sus propiedades especiales. Por consiguiente, ha surgido una nueva generación de estos materiales, a los que llamamos “cerámicos avanzados oespecializados”. De este tipo de cerámicos y sus de sus principales aplicaciones vamos a hablar en nuestro trabajo.

Definición y propiedades de los cerámicos

Las cerámicas son materiales sólidos que no son ni metales ni polímeros aunque pueden tener elementos metálicos y orgánicos como constituyentes o aditivos. Las cerámicas se pueden presentar en forma amorfa, vítrea, monocristalina,policristalina o combinaciones de algunas de ellas.

La palabra “cerámica” proviene de la palabra griega “keramicos”, que significa “cosa quemada”, indicando de esta manera que las propiedades deseables de estos materiales generalmente se alcanzan después de un tratamiento térmico a alta temperatura que se denomina cocción.

Las propiedades características de una cerámica derivan de suestructura, tanto en un nivel atómico como a una escala cuyo rango está comprendido desde unos pocos micrómetros hasta unos cuantos milímetros. En el nivel atómico hallamos, por lo que a las cerámicas se refiere, dos tipos de enlace: iónico y covalente.

En el enlace iónico, los electrones se transfieren de un átomo a otro vecino. El átomo que cede los electrones adquiere carga positiva,mientras que el átomo que los recibe se carga negativamente. Las cargas iónicas opuestas así creadas mantienen unidos los átomos del material.

En el enlace covalente, los átomos vecinos comparten electrones de manera más o menos igual. Aunque la fuerza electrostática de atracción entre átomos adyacentes es menor que en el enlace iónico, los enlaces covalentes tienden a mostrar una fuertecomponente direccional, lo que significa que resisten el movimiento de los átomos.

La fuerza de los enlaces en los materiales cerámicos les confiere también un alto punto de fusión, dureza y rigidez. Ahora bien, la fuerza de los enlaces en las cerámicas impide, al propio tiempo, el fácil desplazamiento de planos atómicos entre sí; el material no puede deformarse para aliviar las tensionesimpuestas por una carga. Debido a esto, los materiales cerámicos mantienen admirablemente su forma bajo una tensión, hasta

que ésta excede cierto límite (límite de fractura); entonces, los enlaces ceden y el material se rompe.

En todas sus aplicaciones, los materiales cerámicos se valoran principalmente por su capacidad de resistir el calor y el ataque químico. Estas virtudes se deben alos fuertes enlaces, de los que hemos hablado anteriormente, que mantienen a los átomos constituyentes en sus posiciones de equilibrio. La naturaleza de esos enlaces añade también un inconveniente crítico: la fragilidad. Esta desafortunada propiedad hace que la cerámica sea particularmente sensible a mínimas imperfecciones en su microestructura, las cuales sirven de puntos de iniciación de...
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