CERAMICOS TRADICIONALES Y CERAMICOS MODERNOS Las cerámicas son materiales sólidos que no son ni metales ni polímeros aunque pueden tener elementos metálicos y orgánicos como constituyentes o aditivos. Las cerámicas se pueden presentar en forma amorfa, vítrea, monocristalina, policristalina o combinaciones de algunas de ellas. Estos materiales tienen dos características importantes: su capacidad de resistir al calor y su resistencia al ataque químico; debidas a la fortaleza del enlace e ntre sus átomos. La investigación busca aora la solución de su principal defecto: la tendencia que muestran a romperse o fragilidad. Los recientes avances no sólo an permitido mitigar el problema de fragilidad, sino que an proporcionado un mayor control sobre aspectos de composición y micro estructura que rigen otras propiedades físicas. !al !al control facilita el d ise"o de materiales cerámicos que satisfagan e#igencias químicas, t$rmicas, mecánicas y el$ctricas específicas, de las que ning%n otro material puede dar cuenta. &e eco, an desempe"ado un papel decisivo en el desarrollo de nuevas tecnologías, como ordenadores y telecomunicaciones, y continuarán protagonizando las tecnologías del futuro. Los avances tecnológicos son controladores clave de la economía mundial oy en día. Los materiales contribuyen en dos terceras terceras partes de las innovaciones innovaciones tecnológi tecnológicas cas actuales, actuales, y en especial especial los cerámicos 'uegan mucos aspectos aspectos importantes en la tecnología tecnología moderna. (ecesidades y oportunidades para para los cerámicos son particularmente particularmente evidentes en áreas tales como computación, comunicaciones, aplicaciones militares, medicina, disminución de la contaminación y transporte transporte.. Entre Entre la gran cantidad de avances que en el siglo )) estimularon estimularon el progreso progreso de los cerámicos cerámicos están el desarrollo general de la ciencia y la tecnología, el incremento de nuevas industrias, los adelantos en tecnología militar, y concerniente a la salud, la seguridad seguridad y el ambiente. Es %til refle#ionar refle#ionar sobre los avances de los cerámicos cerámicos en t$rminos de tres grandes aspectos. *rimero, el incremento de tecnologías nuevas en este campo, conocidos como materiales con propiedades propiedades diferentes diferentes y me'oradas me'oradas;; que, estimuló el desarroll desarrollo o de nuevos nuevos cerámicos cerámicos para algunas algunas necesidades necesidades específicas. +egundo, los los avances en las t$cnicas para la caracterización de materiales, materiales, lo que propicio la aparición aparición de cerámicos totalmente nuevos, así como la introducción de me'oras en las propiedades de cerámicos ya e#istentes. !ercero, los avances en ingeniería el$ctrica y mecánica an sido aplicados a los procesos e#istentes de producción de cerámicos. La innovación frecuentemente involucra una combinación de estos tres efectos.
1. CERA CERAMI MICA CA TRA TRADI DICI CION ONA AL +e puede definir como aquella que tiene como base a los silicatos, principalmente los materiales arcillosos, los cementos y los vidrios. Entre las cerámicas tradicionales tradicionales podemos citar: Las vasi'as de barro cocido, la porcelana, los ladrillos, ladrillos, las te'as, los vidrios, entre otros. El arte de fabricar piezas conformando y cociendo materiales arcillosos arcillosos a sido practicado por las más antiguas antiguas civilizaci civilizaciones ones asta nuestros nuestros días. Los sectores sectores industriales industriales que traba'an traba'an con la cerámica cerámica tradicional son las industrias de la porcelana, de los sanitarios, de la alfarería y como no, la industria de la cerámica estructural ladrillos, bovedillas, te'as, adoquines-. !ambi$n se deben incluir en esta clasificación la industria de los refractar refractarios. ios. +u fabricación fabricación es realizada con materias materias primas de yacimient yacimientos os naturales naturales con o sin beneficio beneficio-, -, el conformado puede ser manual manual y el proceso de cocción cocción se realiza en ornos ornos tradicionales. En cuanto a la estructura, estructura, en su gran mayoría presentan tama"os de grano grueso y una alta porosidad fácilmente visible.
2. CERÁMICA CERÁMICAS S MODER MODERNAS NAS O AVANZADA VANZADAS S +on fabricados con materias primas artificiales que an sufrido un proceso químico para conseguir alta pureza y me'ora de sus características físicas. físicas. El proceso de conformado se realiza realiza con equipos sofisticados que incluyen incluyen la utilización de altas temperaturas, presiones, entre otras. +u micro estructura es de grano fino imposible de observar a simple vista. Estos Estos materi materiale ales s depend dependien iendo do de sus materi materias as primas primas y compos composici icione ones s pueden pueden poseer poseer e#cele e#celente nte propie propiedad dades es mecánicas, el$ctricas magn$ticas u ópticas a%n ba'o condiciones e#tremas.
3. APLICAC APLICACIONE IONES S TECNOLÓGICA TECNOLÓGICAS S DE LAS CERAMICA CERAMICAS S AVAN AVANZADA ZADAS S +i bien las cerámicas tradicionales representan la mayor parte de la producción de materiales cerámicos, ocurre que se an desarroll desarrollado ado nuevos nuevos materiales materiales cerámicos, cerámicos, denominado denominados s “cerámic! "#$%!&, que an encontrado un lugar prominente en nuestra tecnología avanzada. En particular, las propiedades el$ctricas, magn$ticas magn$ticas y ópticas, así como la combinación de estas propiedades %nicas de las cerámicas an sido e#plotadas en mucas aplicaciones.
M'('re! %e C'm)*!(i+# I#(er# %e *('m+"i,e!. Las principales venta'as de estos nuevos materiales sobre los
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metales y aleaciones metálicas convencionales son: apacidad de resistir temperaturas más altas de operación del motor, aumentando el rendimiento del combustible usado;
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E#celentes resistencias al desgaste y a la corrosión; /enores p$rdidas por fricción; apacidad de operar sin sistema de refrigeración; /enores densidades, que resultan en una disminución del peso del motor. 0demás, y debido a su e#celente resistencia al desgaste, los componentes cerámicos no requieren una lubricación e#austiva. !ales motores están todavía en la fase de desarrollo e#perimental; sin embargo, ya se an ensayado bloques de motor cerámicos, así como válvulas, camisas cilíndricas, pistones, co'inetes y otros componentes. 0demás, la investigación tambi$n se lleva a cabo en turbinas de gas que emplean rotores cerámicos, estatores, regeneradores y cámaras de combustión. onsiderando sus características físicas y químicas tan deseables antes mencionadas, los materiales cerámicos avanzados llegarán, en el futuro, a utilizarse tambi$n en motores de reacción de aviones.
-,i#%e!. 0lgunas de las nuevas cerámicas avanzadas son utilizadas en sistemas de blinda'e para proteger al personal militar y a los veículos de los proyectiles balísticos. La principal consideración en estas aplicaciones es el peso del material protector necesario para obstruir el impacto del proyectil. La mayoría de los blinda'es de cerámicas están formados por una o más placas cerámicas 'untas que se combinan con una placa d%ctil y más blanda de soporte. uando se produce el impacto, las placas deben ser suficientemente duras para fracturar el proyectil de alta velocidad, el cual, al impactar tambi$n produce la fractura de la placa cerámica. La estructura del blinda'e debe absorber el resto de la energía cin$tica por deformación y, además, frenar la penetración del proyectil y los fragmentos dinámicos.
I#%*!(ri Aer'e!/ci,. 0lgunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas e#tremadamente altas sin perder su solidez. +on los denominados materiales refractarios. 1eneralmente tienen ba'a conductividad t$rmica por lo que son empleados como aislantes. *or e'emplo, partes de los coetes espaciales son construidos de azule'os cerámicos que protegen la nave de las altas temperaturas causadas durante la entrada a la atmósfera.
Ai!,mie#(' e,0c(ric' c'm/'r(mie#(' %ie,0c(ric' Los cerámicos son buenos aislantes el$ctricos. uando son combinados con fuerza, permite usarlos en la generación de energía y transmisión. Las líneas de alta tensión son generalmente sostenidas por torres de transmisión que contienen discos de porcelana, los cuales son lo suficientemente aislantes como para resistir rayos y tienen la resistencia mecánica apropiada como para sostener los cables.
-i'm0%ic: 2uesos, dientes, materiales de implante Ó/(ic4'(+#ic: 3ibras ópticas, amplificadores laser, lentes, ..etc E,ec(r+#ic: ondensadores, sustratos de circuito integrado, aislantes,..etc E#er56: eldas de combustible sólidas, combustible nuclear
3. ASPECTOS ECONÓMICOS Los incentivos económicos y la necesidad de progreso tecnológico obligan a concentrarnos en tres áreas: las cerámicas, los materiales íbridos y los semiconductores. Las nuevas cerámicas estructurales son livianas y capaces de resistir el uso prolongado y el calor, cualidades que permiten su utilización en componentes que saquen un mayor rendimiento al combustible, incrementen la productividad de los procesos y faciliten la e nergía, pudi$ndose utilizar incluso combustibles de menor calidad. !ales e#pectativas crearán, en los pró#imos a"os, un marco propicio para el rápido crecimiento del mercado de las cerámicas, rentabilizando las inversiones.
ACTIVIDAD PARTE I. 4. *0L0560+ L07E. &efina los siguientes conceptos 8 /ateriales cerámicos 8 erámica avanzada 8 /ateriales polímeros 8 /ateriales íbridos 8 /ateriales compuestos 8 +emiconductores 8 3ragilidad 8 0leación 8 Estructura cristalina 8 Estructura vítrea o amorfa 8 /acroestructura 8 Elasticidad 8 *olicristalino 8 /onocristalino
8 8 8 8 8 8
/ateriales metálicos /ateriales refractarios &uctilidad Estructura atómica /icroestructura +interización
