Propiedades De Las Ceramicas

RESUMEN PROPIEDADES CERÁMICAS

MECANICAS:

GENERALIDADES: Como un tipo de material, las cerámicas son frágiles, la resistencia de la tensión observada varía mucho, abarca desde valores muy bajos (100 psi hasta 10^6 psi). La resistencia a la comprensión es de 10 a 5 veces más alta que la resistencia a la tensión (en la tabla se puede ver el caso del aluminio). Además, hay muchos materiales cerámicos que son duros y tienen baja resistencia al impacto, esto se debe a sus enlaces iónicos y covalentes.

Tabla 1

MECANISMOS PARA LA DEFORMACION DE MATERIALES: La plasticidad en las cerámicas depende del tipo de enlace que tenga; es decir, sin son de enlaces covalentes son de tipo direccional e involucran el intercambio de cargas electrónicas (electrones). De este modo cuando los enlaces covalentes se someten a esfuerzos grandes, sufren una fractura frágil a causa de la separación de sus enlaces.

Cuando las cerámicas poseen enlaces iónicos sucede de otra forma ya que su ruptura se generara por el lado donde estén en contacto cargas iguales (ley de coulomb) sin embargo hay casos extraños donde se da la fractura por lugares con cargas opuestas (ejemplo grafica 1). La mayoría de estos materiales se comportan como El óxido de Magnesio y el Cloruro de Sodio muestran una considerable deformación plástica bajo esfuerzos de comprensión a temperatura ambiente, sin embargo son frágiles y se forman fracturas en los límites de los granos.

Grafica 1

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DE LOS MATERIALES: Se presenta por defectos estructurales, las principales fuentes de fractura son las grietas producidas durante el acabado superficial, los huecos (porosidad), las inclusiones y los granos grandes. A mayor fracción volumétrica de poros el material carece de resistencia (grafica 2), y la ruptura se va a provocar por donde el tamaño del grano sea más grande, si la estructura posee varios defectos la fractura ocurrirá donde este el defecto más grande.

Grafica 2

TENACIDAD DE LOS MATERIALES CERÁMICOS: Debido a sus enlaces tienen una baja tenacidad inherente. Gracias a investigaciones se dedujo la siguiente fórmula para calcular la tenacidad:

K_ic=Yδ_f √(2&πα)

REFORZAMIENTO DE LA TENACIDAD CIRCONIA PARCIALMENTE ESTABILIZADA: Recientemente se ha descubierto que las transformaciones de fase de la circonia combinada con otros óxidos refractarios (como CaO, MgO o Y2O3) pueden producir materiales cerámicos con una tenacidad a la fractura excepcionalmente alta.

Circonia totalmente estabilizada: El dióxido de zirconio (ZrO2) combinado con óxidos estabilizadores de modo que conserve la estructura cúbica a temperatura ambiente

Circonia parcialmente estabilizada: (ZrO2, 9 mol %-MgO). Bajo la acción de esfuerzos que causan pequeñas grietas en el material cerámico, la fase tetragonal se transforma en la fase monoclínica, provocando la expansión del volumen que retarda la propagación de la grieta.

FALLA POR FATIGA DE CERÁMICOS: Se presenta bajo esfuerzos cíclicos repetidos por la formación de grietas en un área endurecida por deformación plástica.

MATERIALES ABRASIVOS CERÁMICOS: La alta dureza de los cerámicos los hace útiles como materiales abrasivos para cortar, pulverizar y pulir otros materiales de menor dureza. los materiales de unión incluyen cerámicas tratadas térmicamente. resinas orgánicas y cauchos.

TERMICAS:

Los materiales cerámicos tienen baja conductividad térmica debido a su enlace iónico covalente, y son buenos aislantes térmicos. Por su alta

...