Contenido
1.1 Historia de la cerámica.
1.2. Terminología cerámica.
1.3. El proceso cerámico.
1.4. Clasificación de los materiales cerámicos.
1.5. Materias primas cerámicas.
1.6. Propiedades físicas de los materiales.
1.7. Propiedades físicas en las dispersiones.
1.1 Historia de la cerámica
Los vestigios encontrados por arqueólogos e investigadores, presumen que fue en el periodo neolítico, conocido como la nueva edad de piedra. (ubicado entre el 10000 a. C. y el 4000 a. C.) teniendo su desarrollo en Oriente Próximo, desde donde se extendió por Asia, Europa y África. Durante siglos la cerámica iría dando pasitos muy pequeños en el proceso de elaboración de vasijas, en las investigaciones no se ve un adelanto hasta que la civilización babilónica hace unos azulejos vidriados, técnica totalmente innovadora, hacía el 575 a. C. lo que permite este vidriado es darle al azulejo un brillo y una resistencia nuevas.
1.1 Historia de la cerámica
1.2. Terminología cerámica.
Según la British Ceramic Society (1979) una cerámica es un material sintético, sólido, que no es ni metálico ni orgánico, y en cuya elaboración es necesario utilizar tratamientos térmicos a altas temperaturas. Autores rusos, los definen como materiales policristalinos consolidados basados en los compuestos de los grupos iii-vi de los metaloides uno con otro y/o con metales, en cuya tecnología de fabricación se incluyen fenómenos de transporte de masa de los cuales resulta la unión. incluyen óxidos, nitruros y carburos de Si, Al, Ti y Zr. Kingery define la cerámica como el arte y la ciencia de fabricar y usar materiales sólidos, que están compuestos en su mayor parte (componente esencial) por materiales no metálicos.
1.2. Terminología cerámica.
Un material cerámico se puede describir eficazmente cómo cualquier producto, que posee una forma, compuesto por materias primas inorgánicas no metálicas (tanto minerales como sintéticas), que a partir de un estado incoherente de polvo se transforma por medio de varias operaciones en un producto semielaborado, el cual, por cocción, se convierte en un objeto sólido, que posee una estructura parcialmente cristalina y parcialmente vítrea. Los cerámicos avanzados son una variada gama de materiales inorgánicos policristalinos, generalmente obtenidos con materias primas de alta pureza, partículas submicrónicas, grandes presiones de conformado y altas temperaturas de sinterización, que dan lugar a cuerpos casi totalmente densificados (ausencia de poros, grietas y defectos internos), que les confieren altas prestaciones técnicas (altas resistencias mecánicas, térmica, a la abrasión y al ataque químico).
Diferencias entre cerámicas tradicionales y avanzadas.
Cerámica tradicional vs moderna
Comparación entre microestructuras Pequeños cristales o granos
Limites de granos Alúmina densa convencional con una densidad igual al 98 % de la teórica y una
1.3. El proceso cerámico.
Independientemente de la manera de efectuar la selección de las materias primas a mezclar en una pasta, para obtener la mezcla apropiada, las fases productivas serán invariablemente las siguientes:
Selección, explotación y controles de CANTERA. PREPARACIÓN de las materias primas para el mezclado. Preparación de la PASTA, mediante la oportuna MOLIENDA. CONFORMACIÓN de los semielaborados. SECADO. Varias operaciones para añadir valor ESTÉTICO al producto. COCCIÓN. CLASIFICACIÓN, EMPAQUETADO y ALMACENAMIENTO.
Cada una de estas fases requiere atención y debe planificarse y ejecutarse con los oportunos controles.
1.4. Clasificación de los materiales cerámicos.
MATERIALES ARCILLOSOS, que proporcionan suficiente plasticidad para poder obtener una forma definida. Estos aportan Al, Si y parte del Ca, Fe, Ti. MATERIALES FUNDENTES como los feldespatos, nefelina etc., que en la cocción generan fases vítreas que actúan como ligantes entre las partículas y promueven las reacciones sólido-sólido; son portadores de Na, K, Al, Si. OTROS MATERIALES como el talco, sílice, pirofilita, CaCO3, etc. (llamados “INERTES”), que permiten obtener prestaciones concretas; aportan
mayoritariamente Ca, Mg, Si. ADITIVOS principalmente para mejorar la reología de las suspensiones acuosas; pueden ser inorgánicos u orgánicos, y se introducen en la pasta en cantidades muy pequeñas (<1%).
1.5. Materias primas cerámicas.
En función de las materias primas utilizadas se pueden clasificar en:
i.- cerámicas oxídicas (blancas).
ii.- cerámicas no oxídicas (negras)
Químicamente, con excepción del carbono, los materiales cerámicos son compuestos inorgánicos no metálicos
SILICATOS: CAOLINITA Al2Si2O5(OH)4, MULLITA Al6Si2O13
OXIDOS SIMPLES: ALUMINA Al2O3, CIRCONIA ZrO2
OXIDOS COMPUESTOS (A PARTE DE LOS SILICATOS):
TITANATO DE BARIO, BaTiO3
SUPERCONDUCTOR, YBa2Cu3O6+ (0 ≤
≤ 1)
CARBUROS: SiC, B4C
NITRUROS: Si3N4, BN
BORUROS: DIBORURO DE TITANIO, TiB2
SILICIUROS: DISILICIURO DE MOLIBDENO, MoSi2
1.6. Propiedades físicas de los materiales.
Propiedades que interesan son las termomecánicas (HORNOS, etc.) que incluyen: refractariedad importante (Tuso > 1000 ºC), buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas, resistencia a la abrasión, resistencia al choque térmico y gran estabilidad química (resistencia al ataque químico). En la figura puede verse la resistencia a la rotura para varios materiales y su evolución en función de la temperatura. Puede observarse que los materiales cerámicos y los materiales compuestos de matriz cerámica (CMCs) son los únicos que se pueden utilizar a temperaturas superiores a los 1400 °C.
1.6. Propiedades físicas de los materiales.
Resistencia a la rotura para varios materiales y su evolución en función de la
