Ceramicos

Materiales cerámicos

Los materiales cerámicos se definen como materiales inorgánicos y no metálicos.
Químicamente están formados por la unión de elementos no metálicos o de no metálicos
con metálicos. Esta definición abarca una gran cantidad de materiales que se pueden
dividir en dos tipos: cerámicas tradicionales y cerámicas técnicas.

Los materiales cerámicos son ampliamente conocidosdesde la antigüedad. Sin
embargo en los últimos tiempos han surgido las llamadas cerámicas técnicas como
resultado de la necesidad de mejorar algunas de sus propiedades mecánicas.

Las propiedades mas características de los materiales cerámicos son su alta
dureza, su fragilidad, su baja densidad, su buena resistencia a la corrosión y su buen
comportamiento a alta temperatura. De hecho su altafragilidad es el principal
inconveniente en su uso generalizado, ya que en el resto de las propiedades superan a
los metales para una gran cantidad de aplicaciones. En las cerámicas técnicas también se pueden aprovechar otro tipo de propiedades, como lo son las ópticas, eléctricas y
magnéticas.

Estructura Quimica

A nivel atómico los materiales cerámicos están formados por átomos unidosmediante enlaces, total o parcialmente iónicos, de modo que se puede considerar a
dichos átomos como iones. El número de iones distintos en cada estructura será como
mínimo de dos, pero pueden ser mas dando lugar a estructuras más complejas que los
metales. El tipo de estructura o colocación de los iones en la red dependerá de su
cociente de radios iónicos.

Esta estructura no es única entodo el cristal, sino que forman granos cristalinos de
distintos tamaños cuyas redes no tienen la misma orientación espacial que las redes de
los granos vecinos. Es decir, los cerámicos rara vez son monocristalinos. Son
policristales formados por multitud de cristales o granos. Solo algunos cerámicos, como
las whiskers usados en materiales compuestos, se fabrican como monocristales.

Cada unode los granos que forman la cerámica tampoco es un monocristal
perfecto, sino que contiene defectos e impurezas introducidas en el proceso de
fabricación que reducen considerablemente la resistencia del material.

La distribución de los defectos dentro del material no es siempre igual por lo que no se
puede conocer con exactitud la resistencia, sino que se recurre a distribuciones deprobabilidad, y una de las más usadas es la distribución de Weibull, que nos da la
probabilidad de que un cerámico rompa con una determinada carga.

Clasificación de los cerámicos

Cerámicos cristalinos: como su nombre lo indica, estos poseen una estructura cristalina ordenada. Esto es, los iones de las celdas unitarias ocupan sitios en la red que proporcionan la coordinación adecuada y aseguran quese obtenga el equilibrio adecuado de cargas.

Entre algunos de los mas importantes materiales cerámicos se encuentra:

Los silicatos (SiO2), los cuales están compuestos principalmente por silicio y oxigeno, los dos elementos más abundantes en la corteza terrestre, por consiguiente, la mayor parte de suelos, arcillas y arenas son clasificados como silicatos. Químicamente, el silicato mássencillo es el dióxido de silicio, o sílice (SiO2). Existen tres formas cristalinas polimorficas primarias de la sílice: cuarzo, cristobalita y tridimita. Una de sus varias aplicaciones, es su empleo en hornos de ladrillo refractario donde se manejan altas temperaturas. La sílice reacciona con Al2O3, MgO, CaO y FeO, asi como con el Na2O y el K2O para formar muchos compuestos útiles, que incluyen losvidrios.

La alúmina (Al2O3), se emplea extensamente como materia prima en las mezclas cerámicas y también en estado puro. En la naturaleza se encuentran los cristales simples de alúmina pura o sea el rubí y el zafiro que adquieren su color debido a cantidades diminutas de cromo, hierro y titanio. Ahora, el material para usos ópticos como el láser de rubí se produce al fundir polvo de alúmina...