ceramicos
Páginas: 14 (3416 palabras)
Publicado: 12 de noviembre de 2013
Clasificación de los cerámicos
Cerámicos tradicionales
Los cerámicos tradicionales están hechos de tres componentes básicos: arcilla, sílice (sílex) y feldespato. La arcilla consta principalmente de silicatos de aluminio hidratados (Al2O3 · SiO2 ·H2O) con pequeñas cantidades de otros óxidos, como TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O y K2O.
La arcilla de la cerámica tradicional permite lafácil manipulación del material antes de su endurecimiento firme y constituye el principal componente del material. La sílice (SiO2), también llamada sílex o cuarzo, tiene una alta temperatura de fusión y es un componente refractario de los cerámicos tradicionales. El feldespato de potasa (potasio), cuya composición básica es K2O· Al2O3 · 6SiO2, tiene una baja temperatura de fusión y forma un vidriocuando la mezcla de cerámica se cuece. Esto hace que los componentes refractarios se unan entre sí.
Composición química de algunas arcillas:
Los productos estructurales de arcilla, como ladrillos de construcción, tubos de drenaje, tejas y azulejos, están hechas de arcilla natural que contiene los tres componentes básicos. Los productos de loza whiteware, como porcelana eléctrica, paravajillas y artefactos sanitarios, están hechos de componentes de arcilla, sílice y feldespato, cuya composición se controla
Se usa el término triaxial porque en su composición hay tres materiales principales.
Los cambios que se presentan en la estructura de los cuerpos triaxiales durante el cocimiento no se conocen por completo debido a su complejidad. La siguiente tabla es un resumen aproximado delo que ocurre posiblemente durante la cocción de un cuerpo de whiteware.
Los intervalos típicos de composición de diferentes tipos de whiteware se ilustran en el diagrama de fases ternario sílice-leucita-mullita de la siguiente figura. Los intervalos de composición de algunas whitewares se indican con las áreas encerradas en círculos.
La siguiente figura es una micrografíaelectrónica de la microestructura de la porcelana de un aislador eléctrico. Como se observa en esta micrografía, la estructura es muy heterogénea.
Grandes gránulos de cuarzo están rodeados por un cerco de solución de vidrio con un alto contenido de sílice. Se encuentran también agujas de mullita que cruzan residuos de feldespato y mezclas finas de mullita y vidrio.
Las porcelanas triaxiales sonadecuadas como aisladores para 60 ciclos, pero a altas frecuencias las pérdidas dieléctricas son demasiado grandes. Las grandes cantidades de álcalis que se derivan del feldespato y se usan como fundente aumentan la conductividad eléctrica y las pérdidas dieléctricas de las porcelanas triaxiales.
Cerámicos de ingeniería
En contraste con los cerámicos tradicionales que se basan principalmente enarcilla, las cerámicas de ingeniería o técnicas son principalmente compuestos puros o casi puros, de óxidos, carburos o nitruros sobre todo. Algunas cerámicas de ingeniería importantes son alúmina (Al2O3), nitruro de silicio (Si3N4), carburo de silicio (SiC) y circonia (ZrO2) combinados con otros óxidos refractarios.
Propiedades mecánicas de materiales cerámicos de ingeniería
Alúmina(Al2O3)
La alúmina se desarrolló originalmente para tubos refractarios y crisoles de alta pureza que pueden ser usados a altas temperaturas, y en la actualidad tiene una amplia aplicación. Un ejemplo clásico de la aplicación de la alúmina es como material aislante para bujías de encendido.
El óxido de aluminio se impurifica comúnmente con óxido de magnesio, comprimido en frío y sinterizado, lo queproduce el tipo de microestructura que se ilustra en la siguiente figura:
La alúmina se usa comúnmente en aplicaciones eléctricas de alta calidad donde se requiere una baja pérdida dieléctrica y alta resistividad.
Nitruro de silicio (Si3N4)
De todos los cerámicos de ingeniería, el nitruro de silicio tiene probablemente la combinación más útil de propiedades para ingeniería. El Si3N4...
Clasificación de los cerámicos
Cerámicos tradicionales
Los cerámicos tradicionales están hechos de tres componentes básicos: arcilla, sílice (sílex) y feldespato. La arcilla consta principalmente de silicatos de aluminio hidratados (Al2O3 · SiO2 ·H2O) con pequeñas cantidades de otros óxidos, como TiO2, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O y K2O.
La arcilla de la cerámica tradicional permite lafácil manipulación del material antes de su endurecimiento firme y constituye el principal componente del material. La sílice (SiO2), también llamada sílex o cuarzo, tiene una alta temperatura de fusión y es un componente refractario de los cerámicos tradicionales. El feldespato de potasa (potasio), cuya composición básica es K2O· Al2O3 · 6SiO2, tiene una baja temperatura de fusión y forma un vidriocuando la mezcla de cerámica se cuece. Esto hace que los componentes refractarios se unan entre sí.
Composición química de algunas arcillas:
Los productos estructurales de arcilla, como ladrillos de construcción, tubos de drenaje, tejas y azulejos, están hechas de arcilla natural que contiene los tres componentes básicos. Los productos de loza whiteware, como porcelana eléctrica, paravajillas y artefactos sanitarios, están hechos de componentes de arcilla, sílice y feldespato, cuya composición se controla
Se usa el término triaxial porque en su composición hay tres materiales principales.
Los cambios que se presentan en la estructura de los cuerpos triaxiales durante el cocimiento no se conocen por completo debido a su complejidad. La siguiente tabla es un resumen aproximado delo que ocurre posiblemente durante la cocción de un cuerpo de whiteware.
Los intervalos típicos de composición de diferentes tipos de whiteware se ilustran en el diagrama de fases ternario sílice-leucita-mullita de la siguiente figura. Los intervalos de composición de algunas whitewares se indican con las áreas encerradas en círculos.
La siguiente figura es una micrografíaelectrónica de la microestructura de la porcelana de un aislador eléctrico. Como se observa en esta micrografía, la estructura es muy heterogénea.
Grandes gránulos de cuarzo están rodeados por un cerco de solución de vidrio con un alto contenido de sílice. Se encuentran también agujas de mullita que cruzan residuos de feldespato y mezclas finas de mullita y vidrio.
Las porcelanas triaxiales sonadecuadas como aisladores para 60 ciclos, pero a altas frecuencias las pérdidas dieléctricas son demasiado grandes. Las grandes cantidades de álcalis que se derivan del feldespato y se usan como fundente aumentan la conductividad eléctrica y las pérdidas dieléctricas de las porcelanas triaxiales.
Cerámicos de ingeniería
En contraste con los cerámicos tradicionales que se basan principalmente enarcilla, las cerámicas de ingeniería o técnicas son principalmente compuestos puros o casi puros, de óxidos, carburos o nitruros sobre todo. Algunas cerámicas de ingeniería importantes son alúmina (Al2O3), nitruro de silicio (Si3N4), carburo de silicio (SiC) y circonia (ZrO2) combinados con otros óxidos refractarios.
Propiedades mecánicas de materiales cerámicos de ingeniería
Alúmina(Al2O3)
La alúmina se desarrolló originalmente para tubos refractarios y crisoles de alta pureza que pueden ser usados a altas temperaturas, y en la actualidad tiene una amplia aplicación. Un ejemplo clásico de la aplicación de la alúmina es como material aislante para bujías de encendido.
El óxido de aluminio se impurifica comúnmente con óxido de magnesio, comprimido en frío y sinterizado, lo queproduce el tipo de microestructura que se ilustra en la siguiente figura:
La alúmina se usa comúnmente en aplicaciones eléctricas de alta calidad donde se requiere una baja pérdida dieléctrica y alta resistividad.
Nitruro de silicio (Si3N4)
De todos los cerámicos de ingeniería, el nitruro de silicio tiene probablemente la combinación más útil de propiedades para ingeniería. El Si3N4...
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