UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE NEZAHUALCÓYOTL

TSU. En Química Area Tecnología Ambiental
Principios Basicos de Química
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

CERAMICOS


MATERIA:
PRINCIPIOS BASICOS DE FISICO- QUÍMICA








¿Qué se entiende por material ceramico?
Una definición amplia de materiales ceramicos diría que son solidos inorganicos no metalicos producidos mediante tratamiento térmico. Comparados con los metales y plasticos son duros, no combustibles y no oxidables .Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos.
En dichos ambientes muchas ceramicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecanicas. Una característica fundamental del término material incluye que puedan fabricarse en formas con dimensiones determinadas

Constitución de los materiales ceramicos
Estan 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, denominandose monofasicos. Los constituidos por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan policristalinos
Los monocristales: se refieren a materialesconstituidos por un solo cristal de una única fase

¿Qué elementos o combinación de elementos forman los materiales ceramicos?
En general los componentes de los materiales ceramicos, fase(s) cristalina(s) o vítrea(s), estan formados por elementos metalicos y no metalicos. Los enlaces en las diferentes fases pueden tener desde naturaleza iónica a covalente.

¿Qué propiedades tienen los materiales ceramicos ?
Las propiedades de los materiales ceramicos cubren un amplio intervalo de necesidades:
*Propiedades mecanicas
*Propiedades térmicas
*Propiedades ópticas
*Propiedades eléctricas
*Propiedades magnéticas
*Propiedades químicas

¿De qué dependen las propiedades de los materiales ceramicos?
Las propiedades de los materiales ceramicos vienen determinadas en cuatro niveles:
*Atómico
* Ordenación de atomos, cristalina o amorfa
*Microestructura
*Macroestructura

Tipos de materiales ceramicos
Podemos diferenciar entre dos grandes grupos de materiales ceramicos, los tradicionales y las denominadas ceramicas técnicas. Estos últimos también se conocen como ceramicas ingenieriles, avanzadas o tecnológicas. Productos usuales de la ceramica tradicional:
*Ceramicas de mesa, pavimentos y revestimiento
*Sanitarios
*Refractarios
*Porcelanas (aislantes, decorativas

¡Los materiales ceramicos son mucho mas!
Los productos de ceramicas técnicas se utilizan para una amplia variedad de tecnologías:
*Aeroespacial: Materiales ligeros de alta resistencia mecanica y de alta temperatura para motores, aviones, revestimientos de lanzadera espacial.
*Automatismo:Sensores, componentes de alta temperatura
*Biomédica: Huesos, dientes, materiales de implante
*Óptica/Fotónica: Fibras ópticas, amplificadores laser, lentes.
*Electrónica: Condensadores, sustratos de circuito integrado, aislantes.
*Energía: Celdas de combustible sólidas, combustible nuclear.

Características de la industria ceramica
Entre sus características destacan:
*Se utilizan en muchas otras industrias como elementos basicos
* Industria del cemento, siderurgia
*Constituyen partes de sistemas complejos
* Núcleos magnéticos en memorias de ordenadores
*Permiten nuevas tecnologías

Esquema general del procesado de los materiales ceramicos
Las etapas basicas en la fabricación de productos ceramicos son:
*Mezclado y molturación de materias primas
*Conformación
*Moldeo
*Secado
*Cocción


En función del tipo específico de material ceramico fabricado se introduciran una o varias etapas adicionales:
*Montaje en piezas con formas complicadas
*Esmaltado en ceramicas decorativas o que requieran modificar ciertas propiedades ceramicas
*Lavado y molienda en materiales ceramicos pulverulentos, como los pigmentos ceramicos

Materias primas ceramicas
En las ceramicas tradicionales se utilizan materias primas de depósitos naturales Arcillas, feldespatos, cuarzo. Poco purificadas. Se forman múltiples fases en la cocción. Para cada composición se dan muchas aplicaciones. En las ceramicas técnicas. Las materias primas son de pureza alta .Presentan fase única .Cada composición tiene una aplicación específica
Conformación
*Materiales ceramicos
*Colaje*Extrusión (calibrado, torneado)
*Prensado
*Materiales vítreos
*Colaje
*Extrusión
*Soplado
*Estirado
*Prensado



Cocción
Reacciones químicas que den lugar a fases determinadas de interés. Procesos de sinterización (densificación, crecimiento de grano, disminución de porosidad


Palabras clave. Definición de conceptos
Ceramica : Productos obtenidos mediante la acción del calor.
Materiales ceramicos : Materiales sólidos inorganicos no metalicos. Comparados con los metales y plasticos son duros, no combustibles y no sufren oxidación. Estan constituidos por elementos metalicos y no metalicos.
Materiales metalicos: Materiales sólidos inorganicos constituidos por elementos metalicos. Son conductores del calor y la electricidad, presentan resistencias mecanicas altas y son dúctiles y maleables.
Materiales polímeros: Materiales sólidos constituidos a partir de moléculas organicas mediante un proceso denominado polimerización. Presentan baja resistencia mecanica, baja conductividad eléctrica y térmica y no se pueden utilizar a alta temperatura.
Materiales compuestos: Materiales sólidos formados por dos o mas tipos de materiales, lo que resulta en sólidos con propiedades imposibles de obtener con un solo tipo de material. Son ligeros, fuertes, rígidos y resistentes a temperaturas altas
Ductilidad: Capacidad de un material de experimentar una deformación plastica apreciable antes de romper.
Fragilidad: Cuando en el proceso de fractura, es decir de separación de un cuerpo en dos o mas piezas en respuesta a una tensión aplicada estatica, se da poca o ningunadeformación plastica en el material antes de romperse.
Estructura atómica: Se refiere a la estructura a escala atómica del material. Es decir el tipo de atomos, la naturaleza de su enlace y el modo en que los atomos estan dispuestos unos respecto de otros. La estructura atómica determina principalmente las propiedades térmicas, eléctricas, magnéticas, ópticas y químicas.
Estructura cristalina : Modo en que los atomos o iones estan 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 atomos dentro de la celdilla.
Estructura vítrea o amorfa : Falta de ordenación de los atomos 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 atomos 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 mecanicas.
Propiedades: Respuestas a estímulos específicos ejercidos sobre el material.
Técnicas de conformación: Métodos para dar forma a un material.
Colaje: Consiste en verter una suspensión de la composición deseada en un molde que tiene la forma prevista, formandose una capa sólida en la pared interior del molde al absorber el dispersante.
Extrusión: Consiste en aplicar unafuerza de compresión sobre una mezcla plastica para que circule a través de una cavidad que actúa como molde (boquilla, en general metalica).
Prensado: Aplicación de una fuerza de compresión sobre una masa plastica estatica.
Plasticidad: Capacidad de un material de mantener una deformación permanente o no recuperable después de aplicar una carga.
Elasticidad: Capacidad de un material de recuperar la forma al eliminarse el esfuerzo aplicado.
Sinterizarían: Es el nombre general para el proceso de densificación de un material policristalino, con o sin presencia de fase líquida para ayudar al transporte de materia.
Policristalino: Material sólido constituido por mas de un cristal o grano.
Monocristalino: Material constituido por un solo cristal.
Densificación: Procesado térmico mediante el cual los granos que constituyen el material crecen formandose uniones entre ellos lo que produce un efecto de aproximación aumentando la densidad del material, pudiendo esta aproximarse a la densidad cristalina teórica.
Crecimiento de grano: Incremento del tamaño medio de grano de un material
Límite de grano: Intercara que separa dos granos vecinos con distintas orientaciones cristalograficas.

BIBLIOGRAFIA
https://www.uv.es/uimcv/Castellano/ModuloMatCeramicos/Unidad%201.pdf
https://www.buenastareas.com/ensayos/Fundamentos-De-Fundicion-De-Metales/1751901.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Material_cer%C3%A1mico
https://elatache.com/caracteristicas-generales-y-propiedades-de-las-ceramicas-sin-metal-parte-ii
https://www.glynwed.es/ceramicas-infoadicional-intro.html