Your SlideShare is downloading. ×
Capitulo 4. materiales cerámicos
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Introducing the official SlideShare app

Stunning, full-screen experience for iPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Capitulo 4. materiales cerámicos

38,248
views

Published on

Published in: Education

3 Comments
18 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
38,248
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
3
Likes
18
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. CAPITULO 3. MATERIALES CERAMICOS Son materiales que contienen tanto compuestos de elementos metálicos como no metálicos, que están unidos por enlaces iónico y/o covalentes Características: Son duros y frágiles (baja tenacidad y ductilidad) Alto punto de fusión (Refractarios) Baja conductividad eléctrica y térmica (aislantes) Adecuada estabilidad química y térmica
  • 2. En estos materiales: Los sistemas cúbicos, hexagonales,tetragonales y ortorrómbicos son los más importantes.Enlaces iónico y covalente. Estos les confieren una altaestabilidad y son resistentes a las alteraciones químicas. Songeneralmente aislantes (bajísima conductividad).Ej. MgO – 63 % iónico y 27 % covalente SiO2 – 51 % iónico y 49 % covalente Si3N4 – 30 % iónico y 70 % covalente SiC - 11 % iónico y 89 % covalente
  • 3. Tienen estructura cristalina mas compleja que la de losmateriales metálicos.Hay varias razones para esto:1. Los átomos son de diferente tamaños.2. Las fuerzas iónicas son también diferentes para cada materialcerámico (sílice SiO2 diferente de la alúmina Al2O4).3. Unión de más de dos elementos (óxidos complejos, MgAl2O4)
  • 4. - Tamaño relativo de los iones (número de coordinación)- Equilibrio de cargasEj: CsCl → Cs un ión positivo Cl un ión negativo AL2O3 → Al 2x3 iones positivos O 3x2 iones negativos 6 cargas positivas 6 cargas negativas
  • 5. Localización de los iones: Aristas e intersticiosLos intersticios pueden ser: Cúbicos, octaédricos y tetraédricos
  • 6. Clasificación de los cerámicos.1. Según su composición:GRUPO I. Comprende los materiales construidospredominantemente por silicatos de aluminio (arcilla, caolín,etc.), los más conocidos son la porcelana y la loza vidriada.GRUPO II. Comprende los materiales en cuya constituciónentra en gran proporción, los silicatos magnésicos (talco), elmás representativo es la esteatita.GRUPO III. En este grupo se incluyen los materialescerámicos con alta proporción de compuestos de titanio(principalmente, óxidos y silicatos). Los más empleados sonlos que emplean el bióxido de titanio como material básico, yque se conocen con los nombres comerciales de Condensa,Kerafar, etc
  • 7. GRUPO IV. En este grupo están incluidos los materiales abase de mezclas que contienen sustancias arcillosas yesteatitas en proporciones adecuadas, de forma que elmaterial acabado tiene un coeficiente de dilatación muyreducido. Se conocen con varios nombres comerciales, talescomo Ardostam, Sipa, etc.GRUPO V. Al contrario que en los grupos anteriores, los deeste grupo tienen estructura porosa. Están constituidos abase de masas arcillosas o de silicatos de magnesio y secaracterizan, sobres todo, por su gran resistencia al calor. Seconocen con diversos nombres comerciales: Magnesolita,Termisol, Calodur, Morganita, etc.
  • 8. 2. Según su estructura:- Cristalinos. Cuando están constituidos por átomosperfectamente ordenados en el espacio. En este grupo seencuentran englobados los metales, los materialescerámicos y algunos polímeros que poseen regularidadsuficiente.- Amorfos. Cuando solamente presentan una ordenaciónespacial a corta distancia. Es el caso de los vidrios y de lospolímeros vítreos.
  • 9. Cerámicos cristalinosSe obtienen a partir de sílice fundida. Tanto el proceso defusión como el de solidificación posterior son lentos, lo quepermite a los átomos ordenarse en cristales regulares.Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altastemperaturas, superiores a la de reblandecimiento de lamayoría de los vidrios refractarios.
  • 10. Cerámicos no cristalinosSe obtienen también a partir de sílice pero, en este caso, elproceso de enfriamiento es rápido, lo que impide el procesode cristalización. El sólido es amorfo, ya que los átomos nose ordenan de ningún modo preestablecidos.
  • 11. CERAMICOS CRISTALINOSa. Estructura del cloruro de Sodio (NaCl). La estructura esFCC, los 4 cationes están colocados en vértices normales ylos 4 aniones ocupan las posiciones octaédricas. La relaciónde radios establece un número de coordinación igual a 6.Ej: MgO, CaO, NiO y FeO, tienen esta estructura
  • 12.  b. Estructura del cloruro de Cesio (CsCl). La estructura es BCC, con el sitio intersticial cúbico ocupado por un anión. El número de coordinación es 8. Ej: CsBr, TlCl, TlBr, AgMg, LiMg, AlNi y -CuZn
  • 13.  c. Estructura de la blenda de Zinc (ZnS). La estructura es FCC, con cuatro cationes en la posiciones normales y cuatro aniones en la mitad de las ocho posiciones tetraédricas. El número de coordinación es 4. Ej: CdS, InAs y ZnSe
  • 14.  d. Estructura de la fluorita (CaF2). La estructura es FCC, con aniones localizados en la totalidad de las posiciones tetraédricas. Existen cuatro cationes y ocho aniones por celda. El número de coordinación de los cationes es 8 y el de los aniones es 4 Ej: UO2, BaF2, AuAl2 y PbMg2
  • 15.  e. Estructura de la antifluorita (Li2O). La estructura es FCC, con cationes localizados en la totalidad de las posiciones tetraédricas. Existen ocho cationes y cuatro aniones por celda. El número de coordinación de los cationes es 4 y el de los aniones es 8 Ej:Li2O, Na2O, K2O, Mg2Si
  • 16. f. Estructuras de los silicatosSe basan en el tetraedro de sílice SiO44 - , los iones deoxígeno situados en las esquinas del tetraedro.Gran número de materiales cerámicos contienenestructuras de silicatos: arcillas, feldespatos y micas.
  • 17. El enlace Si-O es, aproximadamente, 50 % de covalente y 50 % iónico, según la ecuación de Pauling. La razón de radios del enlace Si-O es de 0,29, que está en el intervalo de la coordinación tetraédrico. Como cada oxígeno del tetraedro de silicato tiene un electrón disponible para enlazarse, se pueden producir muy diferentes tipos de estructuras de silicato.Estructuras pueden ser de islas, cadenas, anillos y laminas.
  • 18. Están formados por la unión de dos tetraedros quecomparten un Oxígeno. Por ejemplo, epidoto.
  • 19. Los tetraedros comparten dos Oxígenos, formandoanillos. Por ejemplo, berilo
  • 20. Los tetraedros se enlazan formando cadenas indefinidas.Estas cadenas pueden ser simples o dobles. Por ejemplo,piroxenos
  • 21. Cada tetraedro comparte con los tres inmediatos tresOxígenos, pero sólo en dos dimensiones, dando lugar aestructuras laminares. Por ejemplo, micas.
  • 22. Cada tetraedro comparte sus cuatro Oxígenos con otrostantos tetraedros, dando lugar a formas tridimensionales.Por ejemplo, cuarzo.
  • 23. Figura (a) Isla de ortosilicatos, (b) Isla de pirosilicatos, ( c) Cadena y(d) anillo.La sílice es un componente importante de muchos materialescerámicos tradicionales y muchos tipos de vidrio.
  • 24.  Compuestos de silicato. Cuando dos iones Mg2 + se combinan con un tetraedro, se produce un compuesto Mg2SiO4 (Forsterita). Estos grupos producen una estructura cristalina tridimensional También presenta esta estructura el Fe2SiO4 (olivina) Estructura de anillos y cadena. Cuando se comparten dos vértices del tetraedro, se forman anillos y cadenas con la fórmula (SiO3)n2n – También presenta esta estructura el CaSiO3, el Be3Al2Si6O18 y el MgSiO3
  • 25. Estructuras laminares. Se forman cuando tres vértices en el mismoplano de un tetraedro de sílice se enlazan a los vértices de otros trestetraedros. Tienen como formula unidad Si2O5, los tetraedros secombinan para formar estructuras laminares. La arcilla y la mica.Sílice. Cuando se comparten los cuatro vértices del tetraedro, seobtiene la sílice SiO2. La sílice existe en muchas formas polimórficas y los rangos detemperatura son:Cuarzo inferior por debajo de 573 oC.Cuarzo superior entre 573 y 867 oC.Tridimita superior entre 867 y 1470 oC.Cristobalita superior entre 1470 y 1710 oC.Por encima de 1710 oC. La sílice es líquida
  • 26. g. Estructuras de óxidos complejos Se basan en un sistema cúbico y se localizan más de dos tipos de iones en la celda unitaria. La posición octaédrica como la tetraédrica está parcial o completamente ocupadas por iones
  • 27. ESPINELASSon óxidos de fórmula ideal AB2O4, donde A es un catióndivalente y B es un catión trivalente. El óxido MgAl2O4, laespinela, da nombre a esta familia de compuestos. Cuandoen una red de iones óxido existe más de un tipo de ión, o elmismo en diferentes estados de oxidación, tenemos losdenominados óxidos mixtos.La estructura de la espinela se puede describir como unempaquetamiento cúbico compacto de oxígenos con losiones Mg ocupando 1/8 de las posiciones tetraédricas y losiones Al en 1/2 de las posiciones octaédricas:
  • 28. Base (14 iones):2 Mg2+4 Al3+8 O2-56 iones por celdillaOtras espinelas son el NiAl2O4,ZnAl2O4 y ZnFe2O4
  • 29. Estructura de la Perovskita. Las esferas rojas son átomos de oxígeno, las azuloscuro son los pequeños cationes del metal B, y las verdes son los cationesmetálicos A más voluminosos
  • 30. PerovskitaLa fórmula química básica sigue el patrón ABO3, donde A y Bson cationes de diferentes tamaños (por ejemplo, LaMnO3).A es un catión grande y puede ser un alcalino, alcalinotérreoo lantánido, y B es un catión de tamaño medio conpreferencia por la coordinación octaédrica, normalmente unmetal de transición.
  • 31. Relación entre los radios iónicos y los parámetros de red dealgunas estructuras cerámicasEstructura del cloruro de sodioEstructura de la blenda de zincEstructura del cloruro de cesioEstructura de la fluorita
  • 32. PROPIEDADES MECÁNICASLos materiales cerámicos son generalmente frágiles ovidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos detensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden aser materiales porosos. Los poros y otras imperfeccionesmicroscópicas actúan como entallas o concentradores deesfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzosmencionados.Los cerámicos son relativamente frágiles. Laresistencia a la tensión observada en los cerámicosvaria mucho, en un intervalo que abarca desde valoresmuy bajos de menos de 100 psi (0,69 Mpa) hasta10000000 psi (7000 Mpa) para fibras cerámicas.
  • 33. El módulo de elasticidad alcanza valores bastante altos delorden de 311 GPa en el caso del Carburo de Titanio (TiC). Elvalor del módulo de elasticidad depende de la temperatura,disminuyendo de forma no lineal al aumentar ésta.Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sinembargo, debido a la rigidez de la estructura de loscomponentes cristalinos hay pocos sistemas dedeslizamientos para dislocaciones de movimiento y ladeformación ocurre de forma muy lenta. Con los materialesno cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principalcausa de la deformación plástica, y también es muy lenta.Aun así, es omitido en muchas aplicaciones de materialescerámicos.
  • 34. Tienen elevada resistencia a la compresión si lacomparamos con los metales incluso a temperaturas altas(hasta 1.500 °C). Bajo cargas de compresión las grietasincipientes tienden a cerrarse, mientras que bajo cargas detracción o cizalladura las grietas tienden a separarse, dandolugar a la fractura.Los valores de tenacidad de fractura en los materialescerámicos son muy bajos (apenas sobrepasan el valor de 1MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentadosconsiderablemente mediante métodos como elreforzamiento mediante fibras o la transformación de faseen circonia.
  • 35. Una propiedad importante es el mantenimiento de laspropiedades mecánicas a altas temperaturas. Su grandureza los hace un material ampliamente utilizado comoabrasivo y como puntas cortantes de herramientas.Los materiales cerámicos deberían ser mas resistentes quelos materiales metálicos pero su fina estructura de susenlaces evitan que hayan deslizamientos, mecanismo basepara un deformación clásica.
  • 36. Los materiales cerámicos al igual que los metales, tienenlas mismas imperfecciones cristalinas (vacantes, átomosdesacomodados, pequeñas fisuras y grietas), todo esotiende a concentrar esfuerzos y el material metálico fallapor fractura.
  • 37. PROPIEDADES TÉRMICASLa mayoría de los materiales cerámicos tienen bajasconductividades térmicas debido a sus fuertes enlacesiónico/covalentes. La diferencia de energía entre la bandade valencia y la banda de conducción en estos materialeses demasiado grande como para que se exciten muchoselectrones hacia la banda de conducción, por este echoson buenos aislantes térmicos.Debido a su alta resistencia al calor son usados comorefractarios, y estos refractarios son utilizados en lasindustrias metalúrgicas, químicas cerámicas y del vidrio.
  • 38. PROPIEDADES ÓPTICASSe relacionan con la interrelación entre un material y lasradiaciones electromagnéticas en forma de ondas opartículas de energía, conocidas como fotones.Estas radiaciones pueden tener características que entrenen nuestro espectro de luz visible, o ser invisibles para el ojohumano. Esta interacción produce una diversidad de efectos,como absorción, transmisión, reflexión, refracción y uncomportamiento electrónico.
  • 39. Índices de refracción varían entre 1.5 y 2.5Velocidad de la luz considerablemente menor en el sólido queel aire.Reflectividad : fracción de luz reflejada en una entrecara. amedida que aumenta el índice de refracción  aumenta lacantidad de luz reflejada  se reduce la entrada de luz en elmaterial.•Recubrimientos con esmaltes vítreos: Se desea altareflectividad que da lugar a un alto brillo superficial•Para las lentes oftalmológicas este efecto produce unapérdida de luz indeseable.
  • 40. PROPIEDADES ELÉCTRICASDistinguimos los tres posibles tipos:Aislantes (la mayoría)SemiconductoresConductoresAISLANTES O DIELECTRICOS: Son aquellos cuyoselectrones están fuertemente ligados al núcleo y por tanto,son incapaces de desplazarse por el interior y,consecuentemente, conducir. Buenos aislantes son porejemplo: la mica, la porcelana, el poliéster; en lo que integranuna gran cantidad de materiales cerámicos y materialespolímeros.
  • 41. CONDUCTORES: Son aquellos con gran número deelectrones en la Banda de Conducción, es decir, con granfacilidad para conducir la electricidad (gran conductividad).Todos los metales son conductores, unos mejores que otros.Alta resistividadBajas pérdidas por corrientes parásitasBaja inducción de saturaciónBajas pérdidas por histéresisSEMICONDUCTORES: Son materiales poco conductores,pero sus electrones pueden saltar fácilmente de la Banda deValencia a la de Conducción, si se les comunica energíaexterior. Algunos ejemplos son: el Silicio, el Germanio, elArseniuro de Galio; principalmente cerámicos
  • 42. PROPIEDADES MAGNÉTICASNo suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargopodemos encontrar cerámicas con propiedades magnéticasde gran importancia como ferritas y granates. Éstas son lasllamadas cerámicas ferrimagnéticas. En estas cerámicas losdiferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, estoconduce a que al aplicar un campo magnético se produzcacomo resultado una imantación neta.
  • 43. PROPIEDADES FÍSICAS- Pesan menos que los metales, pero más que los polímeros.- Baja conductividad eléctrica.- Baja conductividad térmica.- Baja expansión y fallas térmicas.
  • 44. RESISTENCIA A LA TEMPERATURA Esta propiedad se fundamenta en tres características de los materiales cerámicos: elevado punto de fusión, bajo coeficiente de dilatación y baja conductividad térmica. Su elevado punto de fusión supera el de todos los metales, si exceptuamos el Wolframio. Su bajo coeficiente de dilatación los hace particularmente resistentes a los choques térmicos. Otros materiales, en esta circunstancia, experimentan cambios de volumen que determinan la aparición de gritas y su posterior rotura. Su baja conductividad térmica permite su empleo como aislantes.
  • 45. RESISTENCIA A LOS AGENTES QUÍMICOS La estructura atómica de los materiales cerámicos es la responsable de su gran estabilidad química, que se manifiesta en su resistencia a la degradación ambiental y a los agentes químicos. Las aplicaciones de los diferentes tipos de materiales dependen de su estructura y de los agentes químicos a que vayan ser sometidos. La alúmina de elevada pureza se emplea en prótesis o implantes óseos o dentales por su resistencia al desgaste y a la corrosión, y su gran estabilidad a lo largo del tiempo.
  • 46. MATERIALES CERAMICOS NO CRISTALINOSMateriales que sé rigidizan sin cristalizarse (amorfos)produce cuando las cadenas lineales adquieren unordenamiento
  • 47. Componentes importantes del vidrio son:a. Formadores de vidrio. Los óxidos típicos para vidrios son: SiO2, B2O3, GeO2, P2O5, AsO5 y AsO3b. Modificadores. No forman vidrios por si mismos sino que se añaden en cantidades limitadas para reducir su viscosidad y así permitir trabajarlo. Ej: Na2O, CaO, K2Oc. Intermedios. Elementos que no forman vidrios por si mismos, se añaden en cantidades muy grandes a la sílice, para obtener propiedades especiales. Ej: PbO, Al2O3
  • 48. TIPOS DE VIDRIOSa. Vidrios de sílice (99,5 SiO2). Difíciles de fundir, resisten hasta 1000 oC. Muy baja expansión y alta resistencia al choque térmicob. Vidrios de sosa-calcica (72 SiO2, 13 Na2O, 1 Al2O3 y 11 CaO). Fácilmente fabricables, vidrio ampliamente utilizadoc. Vidrios de borosilicatos (80,5 SiO2, 3,8 Na2O, 2,2 Al2O3 y 12,9 B2O3). Buena resistencia al choque térmico y estabilidad química (Pyrex)
  • 49. d. Vidrios alumino-silicatos (57 SiO2, 20,5 Al2O3, 5,5 CaOy 12 MgO). Resistencia a altas temperaturase. Vidrios de alto plomo (35 SiO2, 58 PbO y 7,2 K2O).Absorbe radiaciones.
  • 50. Procesamiento de los cerámicos cristalinos1. Preparación de materiales. Las partículas y otrosingredientes, tales como aglutinantes y lubricantespueden ser mezclados en seco o en húmedo.2. Conformado o moldeo. Por diferentes procesos se le da laforma deseada a la masa de polvos cerámicos.3. Tratamiento térmico de secado y cocción. El secado deun cuerpo arcilloso crudo es el mecanismo por el cual seelimina el agua que lo humedece. El secado es necesario paraque la cocción del cuerpo cerámico se realice adecuadamente.
  • 51. Los materiales básicos que constituyen, son los siguientes: • el caolín o tierra de porcelana cuya composición corresponde a la siguiente fórmula: Al2 O3 - 2 Si O2 - 2 H2 O • el cuarzo u óxido de silicio de fórmula: Si O2 • el feldespato, nombre genérico de un grupo de minerales petrogenéticos o formadores de rocas. Todos los feldespatos son silicatos anhídros de aluminio, con potasio, sodio y calcio. Su fórmula es la siguiente: K2 O - Al2 O3 - 6 Si O2 Los tres componentes citados se mezclan bien y se amasan con agua, quitando las impurezas.
  • 52. Los minerales fundamentales que entran en la composición de los materiales cerámicos son, esencialmente: a) Silicatos alumínicos (arcilla, caolín, etc.) b) Silicatos magnesicos (talco) A estos componente fundamentales se añaden muchos otros componentes secundarios como: el cuarzo, el feldespato, la alúmina, el carburo silícico, etc., y que se añaden en proporciones adecuadas según las cualidades buscadas. Los materiales cerámicos empleados en la electrotecnia de la alta frecuencia, que tienen elevada constante dieléctrica, no están constituidos a base de silicatos, sino que contienen óxido de titanio en elevada proporción.
  • 53. 1. PREPARACIÓN DE MATERIALESLas partículas y otros ingredientes, tales como aglutinantes ylubricantes, pueden ser mezclados en seco o en húmedo.Para productos que no requieren tener propiedades muycríticas, se mezclan los ingredientes con agua. Ej: Ladrillos,tuberías para alcantarillado y otros productos arcillosos.Para otros productos especiales, las materias primas sonsecas con aglutinantes y otros aditivos. Ej: porcelanas debujías.
  • 54. 2. CONFORMACIÓNPrensado uniaxial: (en caliente o en frío). Consiste en laaplicación de presión en una única dirección hasta conseguirla compactación de los polvos cerámicos. La pieza asíconformada tendrá la forma de la matriz y las superficies conlas que se aplica la presión.
  • 55. Prensado isostático: (en caliente o en frío). Consiste encompactar los polvos encerrándolos herméticamente enmoldes elásticos típicamente de goma, látex o PVC,aplicándoles presión hidrostática mediante un fluido quepuede ser agua o aceite.El fundamento de este proceso es el Teorema de Pascal, deeste modo conseguimos compactar uniformemente y en todaslas direcciones el material. Si el proceso se realiza en calientese puede conseguir la sinterización.
  • 56. Moldeo por colada, (Slip casting): Se fundamenta en elmoldeo por barbotina de la cerámica tradicional, mediante elcual obtenemos piezas de espesores pequeños utilizandomoldes porosos.La barbotina es una suspensión de un material cerámico enpolvo y un liquido (arcilla y agua).Se vierte en un molde poroso (yeso) que absorbe el líquido ylo que queda pegado al molde es una capa semidura, quecuando tiene el espesor suficiente, se interrumpe el proceso yel exceso se desaloja de la cavidad.
  • 57. Moldeo por inyección de polvos (MIP). La inyección puede darsepor el mecanismo de un tornillo sin fin o por un embolo (pistón).Laminado de polvos. El laminado de polvos puede producir tirasde metales difíciles de trabajar, refractarios o reactivos.
  • 58. Extrusión. Los medios más utilizados son las máquinas deextrusión tipo tornillo sin fin, en la cual se fuerza al materialcerámicos plástico (Ej: arcilla y agua) a pasar a través de unamatriz de acero.Las cerámicas especiales de aplicación técnica casi siemprese fabrican utilizando un pistón de extrusión bajo alta presiónde manera que puedan conseguir tolerancias precisas.Las secciones sencillas y las formas huecas de los materialescerámicos se pueden producir por extrusión de estosmateriales en estado plástico a través de una matriz deextrusión.
  • 59. 3. TRATAMIENTO TÉRMICO.Secado y eliminación de aglutinante. El objetivo es eliminaragua del cuerpo cerámico plástico antes de ser sometido aaltas temperaturas. La eliminación del agua se lleva a cabo amenos de 100 oC. y puede tardar alrededor de 24 horas.Sinterización. Es el proceso por el que se consigue quepequeñas partículas de un material se mantengan unidas pordifusión en estado sólido.Ej: el aislante de la bujía (alúmina) se sinteriza a 1600 oC.(punto de fusión de la alúmina 2050 oC.)
  • 60. Sinterización. Proceso que permite que las partículas seunan por difusión (altas temperaturas) para que el productoadquiera su propiedades definitivasA menudo durante la sinterización, ocurre una vitrificación odifusión. Los fundentes o impurezas producen una faselíquida en la superficie de los granos. El líquido ayuda aeliminar la porosidad y cambia a vidrio después delenfriamiento. La presencia de la fase vítrea sirve comopegamento.
  • 61. Sinterización en fase líquida. En muchos sistemascerámicos la formación de una fase líquida se usa,comúnmente, para ayudar a la sinterización y a laevolución microestructural. La cantidad de fase liquidaoscila entre el 1 y el 20 % y se forma al calentar la mezclade polvos cerámicos.El propósito de la sinterización en presencia de faselíquida es:1.- Aumentar la velocidad de densificación.2.- Acelerar el crecimiento de grano.3.- Producir propiedades específicas de los límites degrano.
  • 62. Vitrificación.Algunos de los productos cerámicos tales como la porcelana,productos arcillosos estructurales y algunos componenteselectrónicos contienen una fase vítrea.Durante el tratamiento a elevadas temperaturas de este tipode materiales tiene lugar un proceso de vitrificación, pormedio del cual la fase vítrea se licua y rellena los poros delmaterial.
  • 63. Cementación.Consiste en unir materias primas cerámicas usando un aglutinanteque no requiere de horneado o sinterizado. Una resina líquida como elsilicato de sodio, el fosfato de aluminio o el cemento Pórtland,recubren las partículas cerámicas y proporcionan puentes quemantienen unidas a las mismas
  • 64. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOSCerámicas tradicionalesArcillas - Alfarería: ladrillos, tejasPorcelanas - Al2O3-SiO2-K2O:aislantes eléctricosCordieritas - Al2O3-SiO2-MgO:elementos calefactoresRefractarios - Magnesitas, cromitasCerámicas avanzadasOxídicas - Al2O3, ZrO2, MgONo oxídicas - Si3N4, SiC, TiB2
  • 65. Procesamiento de los cerámicos no cristalinos. Técnicas paramanufacturar vidrio en hoja y placa: (a) laminado. (b) Flotado del vidrioen estaño
  • 66. Técnicas para el conformado de productos vìtreos: (a)compresión, (b) presionado y soplado, (c) Trefilado de fibras
  • 67. Aplicaciones generales de las dos clases de cerámicos:a. Tradicionales, como son las vajillas, azulejos, tejas, ladrillos, losetas, vidrios, alfarería, cemento y piedras abrasivas, yb. Cerámicos industriales (avanzados), también conocidos de ingeniería, de alta tecnología o cerámicos finos, como los componentes para turbinas, automóviles, usos aeroespaciales, intercambiadores de calor, semiconductores, sellos, imanes, prótesis y herramientas de corte.
  • 68. CLASIFICACIÓN SEGÚN APLICACIONES• RefractariosAl2O3, MgO, ZrO2: moldes para fundido de metales,interiores de hornos• AbrasivosSiC, Al2O3, diamante: esmeriladores, polvos de pulido• Eléctricos y magnéticosBeO, Al2O3, AlN, ZnO, ferritas: substratos, semiconductores,varistores, imanes• NuclearesUO2: combustible nuclear• BiológicosZrO2, Al2O3: prótesis, componentes dentales
  • 69. APLICACIONES DELAS CERAMICAS AVANZADAS:• Nitruro de silicio (Si 3 N 4), utilizado como polvo abrasivo.• Carburo de boro (B4C), usado en algunos helicópteros ycubiertas de tanques.• Carburo de silicio (SiC), empleado en hornos microondas, enabrasivos y como material refractario.• Diboruro de magnesio (Mg B 2), es un superconductor noconvencional.
  • 70. • Óxido de zinc (ZnO), un semiconductor.• Ferrita (Fe 3 O 4) es utilizado en núcleos de transformadoresmagnéticos y en núcleos de memorias magnéticas.• Esteatita, utilizada como un aislante eléctrico.• Ladrillos, utilizados en construcción• Óxido de uranio (UO2), empleado como combustible enreactores nucleares• Óxido de itrio, bario y cobre (Y Ba 2 Cu 3 O 7-x), superconductorde alta temperatura.