Meteriales Ceramicos
Páginas: 7 (1537 palabras)
Publicado: 24 de abril de 2015
11.5 CERÁMICAS TRADICIONALES Y DE INGENIERÍA
11.5.1 Cerámicas tradicionales
Las cerámicas tradicionales están hechas 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. En la tabla 11 . 4 se muestran lascomposiciones químicas de varias arcillas industriales. La arcilla de la cerámica tradicional permite la fácil 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 las cerámicas tradicionales. El feldespato de potasa (potasio),cuya composición básica es K2O · Al2O3 · 6SiO2, tiene una baja temperatura de fusión y forma un vidrio cuando la mezcla de cerámica se cuece. Esto hace que los componentes refractarios se unan entre sí.
Los productos estructurales de arcilla, como ladrillos de construcción, tubos de drenaje, loseta de drenaje, tejas y azulejos, están hechas de arcilla natural que contiene los tres componentesbásicos. Los productos de loza whiteware, como porcelana eléctrica, para vajillas y artefactos sanitarios, están hechos de componentes de arcilla, sílice y feldespato, cuya composición se controla. En la tabla 11 . 5 se muestra la composición química de algunas lozas whiteware triaxiales. Se usa el término triaxial porque en su composición hay tres materiales principales. Los intervalos típicos decomposición de diferentes tipos de whiteware se ilustran en el diagrama de fases ternario sílice-leucita-mullita de la figura 11 . 34. Los intervalos de composición de algunas whitewares se indican con las áreas encerradas en círculos.
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 tabla 11 . 6 esun resumen aproximado de lo que ocurre posiblemente durante la cocción de un cuerpo de whiteware. La figura 11 . 35 es una micrografía electrónica 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. Seencuentran también agujas de mullita que cruzan residuos de feldespato y mezclas finas de mullita y vidrio. Las porcelanas triaxiales son adecuadas 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 dieléctricasde las porcelanas triaxiales.
Figura 11.34
Áreas de las composiciones de whiteware triaxial mostradas en el diagrama de equilibrio de fases de sílice-leucita-mullita.
11.5.2 Cerámicas de ingeniería
En contraste con las cerámicas tradicionales que se basan principalmente en arcilla, las cerámicas de ingeniería o técnicas son principalmente compuestos puros o casi puros, de óxidos, carburos onitruros 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. Las temperaturas de fusión de algunas cerámicas de ingeniería se muestran en la tabla 11 . 1, y las propiedades mecánicas de algunos de estos materiales aparecen en la tabla 11 . 7. A continuación seofrece una breve descripción de varias propiedades, procesos y aplicaciones de algunas cerámicas de ingeniería importantes.
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...
11.5.1 Cerámicas tradicionales
Las cerámicas tradicionales están hechas 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. En la tabla 11 . 4 se muestran lascomposiciones químicas de varias arcillas industriales. La arcilla de la cerámica tradicional permite la fácil 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 las cerámicas tradicionales. El feldespato de potasa (potasio),cuya composición básica es K2O · Al2O3 · 6SiO2, tiene una baja temperatura de fusión y forma un vidrio cuando la mezcla de cerámica se cuece. Esto hace que los componentes refractarios se unan entre sí.
Los productos estructurales de arcilla, como ladrillos de construcción, tubos de drenaje, loseta de drenaje, tejas y azulejos, están hechas de arcilla natural que contiene los tres componentesbásicos. Los productos de loza whiteware, como porcelana eléctrica, para vajillas y artefactos sanitarios, están hechos de componentes de arcilla, sílice y feldespato, cuya composición se controla. En la tabla 11 . 5 se muestra la composición química de algunas lozas whiteware triaxiales. Se usa el término triaxial porque en su composición hay tres materiales principales. Los intervalos típicos decomposición de diferentes tipos de whiteware se ilustran en el diagrama de fases ternario sílice-leucita-mullita de la figura 11 . 34. Los intervalos de composición de algunas whitewares se indican con las áreas encerradas en círculos.
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 tabla 11 . 6 esun resumen aproximado de lo que ocurre posiblemente durante la cocción de un cuerpo de whiteware. La figura 11 . 35 es una micrografía electrónica 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. Seencuentran también agujas de mullita que cruzan residuos de feldespato y mezclas finas de mullita y vidrio. Las porcelanas triaxiales son adecuadas 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 dieléctricasde las porcelanas triaxiales.
Figura 11.34
Áreas de las composiciones de whiteware triaxial mostradas en el diagrama de equilibrio de fases de sílice-leucita-mullita.
11.5.2 Cerámicas de ingeniería
En contraste con las cerámicas tradicionales que se basan principalmente en arcilla, las cerámicas de ingeniería o técnicas son principalmente compuestos puros o casi puros, de óxidos, carburos onitruros 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. Las temperaturas de fusión de algunas cerámicas de ingeniería se muestran en la tabla 11 . 1, y las propiedades mecánicas de algunos de estos materiales aparecen en la tabla 11 . 7. A continuación seofrece una breve descripción de varias propiedades, procesos y aplicaciones de algunas cerámicas de ingeniería importantes.
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...
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