ceramicos

MATERIALES CERÁMICOS

INTRODUCCIÓN
¿Qué se entiende por 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. Así mismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también es muy elevado (lo quellamamos fragilidad).

Todas estas propiedades, hacen que los materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado…). 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 yun elevado módulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace iónico covalente, es imposible de realizar.

Sintonización: Es el nombre general para el proceso de densificación de un material policristalino, con o sin presencia de fase líquida para ayudar al transporte de materia.

Esto contarlo como anécdota:

Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo decompresión 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 del colapso de los poros.

PROCESO DE FORMACIÓN O CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS

Están formados por una combinación de fases cristalinas y/ovítreas. Se pueden presentar en función de la aplicación como sólido denso, polvo fino, película, fibra, etc.

Los hay constituidos por una fase cristalina o una fase vítrea, denominándose monofásicos. Los constituidos por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan policristalinos.
Los monocristales se refieren a materiales constituidos por un solo cristal de una única fase.
¿Quéelementos o combinación de elementos forman los materiales cerámicos?

En general los componentes de los materiales cerámicos, fase(s) cristalina(s) y/o vítrea(s), están formados por elementos metálicos y no metálicos.
Los enlaces en las diferentes fases pueden tener desde naturaleza iónica a covalente.



ESTRUCTURA MATERIALES CERÁMICOS

Cerámicos cristalinos:

Estructura Perovskita:La celda unidad tipo perovskita la adoptan en varios cerámicos eléctricos importantes, como el BaTiO3. En este tipo de celda están presentes tres tipos de iones. En las esquinas de un cubo están los iones de bario, los iones de oxígeno ocupan el centro de las caras y los de titanio ocuparán el centro del cubo. La distorsión de la celda unidad produce un dipolo permanente, lo que permite queciertos titanatos sirvan como transductores.

Estructura del corindón: Una de las formas de la alúmina, Al2O3 tiene la estructura cristalina del corindón, similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unidad están asociados 12 iones de aluminio y 18 de oxígeno. La alúmina es un material común que se utiliza como refractario, aislante eléctrico y abrasivo. Otros productoscerámicos, incluyendo el Cr2O3 y el Fe2O3 tienen la estructura.

Estructura de espinela: Es típica del MgAl2O4, tiene una celda unidad cúbica que se puede visualizar como una formación de ocho cubos más pequeños. En cada uno de estos cubos menores se localizan iones de oxígeno en las posiciones normales de una red cúbica centrada en las caras. Dentro de los cubos pequeños hay cuatro huecosintersticiales octaédricos y ocho huecos intersticiales tetraédricos, de los cuales los cationes ocupan tres. En la espinela normal los iones divalentes ocupan posiciones tetraédricas y los trivalentes, los octaédricos. En la espinela inversa, el ión bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en las posiciones octaédricas. Esta estructura la tienen muchos cerámicos eléctricos y magnéticos...