Materiales Cerámicos

¿Qué es un material cerámico?

Un material cerámico es un tipo de material sólido inorgánico, no metálico, buen aislante producidos mediante tratamiento térmico.

Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no sufren oxidación. Están constituidos por elementos metálicos y no metálicos.

Características

 Tienen la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada, presentan un modo de rotura frágil.

 Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables

 Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos.

Otras características de los cerámicos

 En dichos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecánicas.

 Una característica fundamental del termino material incluye que puedan fabricarse en formas con dimensiones determinadas.

 Su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción)es elevado.

Cerámicos

Todas estas propiedades, hacen que los materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, etc). Por esta razón, en las cerámicas se realiza un tratamiento de sinterización. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista.

Cerámicos

 Un ensayo a tracción, por los poros y un módulo de Young y una fragilidad elevados y al tener un enlace interatómico (iónico y/o covalente), es imposible de realizar. Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero.

Constitución de los materiales cerámicos

 Están formados por una combinación de fases cristalinas y/o vítreas, 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.

¿Qué elementos 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.

¿Qué propiedades tienen los materiales cerámicos ?

Las Propiedades son respuestas a estímulos específicos ejercidos sobre el material.

Las propiedades de los materiales cerámicos cubren un amplio intervalo de necesidades;

 Propiedades mecánicas

 Propiedades térmicas

 Propiedades ópticas

 Propiedades eléctricas

 Propiedades magnéticas

 Propiedades químicas

¿De qué dependen las propiedades de los materiales cerámicos ?

Las propiedades de los materiales cerámicos vienen determinadas en cuatro niveles :

 Atómico

 Ordenación de átomos, cristalino o amorfo

 Microestructura

 Macroestructura

//*Estructura atómica

 Se refiere a la estructura a escala atómica del material. Es decir el tipo de átomos, la naturaleza de su enlace y el modo en que los átomos están dispuestos unos respecto de otros. La estructura atómica determina principalmente las propiedades térmicas, eléctricas, magnéticas, ópticas y químicas.

//*Estructura cristalina

 Modo en que los átomos o iones están ordenados en el espacio en los materiales cristalinos. Se define en términos de la geometría de la celdilla unidad y de la posición de los átomos dentro de la celdilla.

//*Estructura vítrea o amorfa

 Estructura vítrea o amorfa : Falta de ordenación de los átomos o iones, es decir que tiene una estructura no cristalina.

Microestructura

 Parte de la estructura que puede ser vista mediante un microscopio.

 Se refiere a las características de grandes grupos de átomos enlazados entre si, constituyendo lo que se denomina una fase, es decir al tamaño, forma, distribución relativa y contenido relativo de la diferentes fases cristalinas y/o vítreas que constituyen el material. Aunque la microestructura afecta a las propiedades dependientes del nivel atómico sobretodo determina las propiedades mecánicas.

Macroestructura

 Aspecto

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