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Cermisco - ANTECEDENTES , Definiciones de Ceramicos



Introducción
Los materiales ceramicos son compuestos químicos inorganicos o soluciones complejas, constituidos por elementos metalicos y no metalicos unidos entre sí principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes; con gran aplicación en alfarería, construcción, utensilios de cocina, dispositivos eléctricos
Esta gran versatilidad de aplicaciones se debe a que poseen propiedades muy características que no pueden ser obtenidas con ningún otro material
Los materiales ceramicos obedecen a una ecuación constitutiva elastica y lineal cuando la temperatura no es muy elevada y cuando las presiones no son muy altas. Los criterios de rotura utilizados habitualmente incluyen la resistencia a compresión y la resistencia a tracción como datos del material.


Puesto que en estos materiales la resistencia a compresión suele ser un orden de magnitud superior a la resistencia a tracción, es esta última propiedad la que controla la rotura en la mayoría de las ocasiones. Por tanto, conocer la resistencia a tracción es fundamental para describir el fallo del material.
La determinación de esta propiedad mediante ensayos mecanicos no es una tarea sencilla. La elevada fragilidad característica de los materiales ceramicos complica enormemente la realización de ensayos de tracción directa, por lo que se han desarrollado métodos alternativos para determinar esta propiedad. Uno de los métodos de ensayo mas comunes es el ensayo de flexión en tres puntos, que proporciona el conocido módulo de rotura, una magnitud relacionada en cierta forma con la resistencia a tracción.
Actualmente, se fabrican gran variedad deelementos para aplicar en la construcción de una edificación. Estos materiales de construcción, susceptibles a la utilización de diferentes calidades de arcilla y procesos de obtención, ofrecen una gran variedad de piezas, formatos y calidades, tales como los ladrillos, tejas, azulejos, bovedillas, aparatos sanitarios, etc.
Así pues, los materiales ceramicos son pétreos prefabricados a base de arcillas seleccionadas y cocidas a distintas temperaturas. De esta manera los materiales prefabricados de características pétreas fueron sustituyendo a la mayoría de los materiales pétreos naturales.



ANTECEDENTES
Los ceramicos (materiales ceramicos) son compuestos inorganicos formados por elementos metalicos y no metalicos cuyos enlaces interatómicos pueden ser de caracter totalmente iónicos o predominantes iónicos con algún caracter covalente
1. Iones Metalicos , Cationes(+)
2. Iones No Metalicos, Aiones(-)

DEPARTAMENTO DE ENSEÑANZA DE LASN TECNOLOGIAS DE LA CONSTRUCCION (FACULTAD DE ARQUITECTURA Br. Artigas 1031- Montevideo- Uruguay)
Los ceramicos son esencialmente no metalicos, poli- cristalinos y fragiles. Este material es ampliamente usado en las industrias (ladrillos, alfarería, loceras, porcelanas), esto también incluye el concreto por sus componentes.
Los materiales ceramios (del griego”Keramos”) son productos del cocimiento de tierras arcillosas previamente moldeadas.
Por la necesidad del hombre de adaptarse al ambiente en que vive y utilizar las cosas que lo rodean, el ladrillo hizo su aparición en e la antigüedad en todos aquellos países en los que faltaba la piedra y abundabala arcilla. La técnica de cocer arcillas para producir ladrillos y baldosas tiene mas de 4000 años.
En la década los 50 en adelante, los materiales mas importantes fueron las arcillas tradicionales, utilizadas en alfarería, ladrillos, azulejos y similares, junto con el cemento y el vidrio. Históricamente los productos ceramios han sido duros porosos y fragiles. El estudio de la ceramica consiste en una gran extensión de métodos para mitigar estos problemas y acentuar las potencialidades del material, así como ofrecer usos no tradicionales.
Alvarez-Fernandez, Mª. Angeles* 
Peña-López, José Miguel* 
Gonzalez-Gonzalez, Ignacio Ramón* 
Olay-García, Mª.
Sonsoles**
 Los actuales sistemas restauradores ceramicos sin base metalica son una realidad creciente debido a las inmejorables propiedades ópticas y estéticas que presentan gracias a su comportamiento con la luz, la capacidad para mimetizar con los dientes naturales, etc. A pesar de las ventajas indiscutibles que poseen todavía presentan algunos problemas de tipo mecanico y funcional (como la fragilidad, la fractura, la abrasión de los antagonistas, etc.) que limitan actualmente su uso generalizado como materiales restauradores. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1138-123X2003000500005

JUSTIFICACION
El uso de los materiales ceramicos en aplicaciones estructurales esta limitado por la falta de fiabilidad asociada a su comportamiento fragil durante la fractura. Para extender su aplicación se ha propuesto el diseño de micro estructuras que presenten tolerancia a los defectos debido a la actuación de mecanismos de refuerzo. Este trabajo es una puesta al día sobre el estudio del comportamiento mecanico de los materiales ceramicos estructurales y su caracterización. En primer lugar, se revisan los parametros de fractura utilizados para caracterizar materiales fragiles y los criterios de control estadístico que permiten determinar la probabilidad de que se sobrepasen los factores de seguridad exigidos en cada aplicación

OBJETIVOS DE INVESTIGACION
Objetivos específicos
Estudiar los ceramicos o materiales ceramicos como un compuesto inorganico y determinar sus características
Objetivos Específicos
En el desarrollo de esta investigación se pretende alcanzar los siguientes objetivos.
1. Determinar las características
2. Estructuras de los Ceramicos
3.
Realizar una investigación de las propiedades mecanicas, físicas, y químicas
4.
Analizar el proceso en empresas o industrias tanto fuera como dentro de Venezuela


5. Diagramas de fase de los ceramicos
6.
Aplicaciones
7.
Clasificaciones

METODOLOGIA
Según Ramírez (1999), señala que
El marco metodológico también llamado diseño metodológico sirve para designar el esbozo o modelo que indica las decisiones pasos y actividades realizadas a cabo la investigación.

TIPO Y DISEÑO DE LA INVESTIGACION
La investigación estuvo apoyada en una investigación documental que permitió ampliar y profundizar el conocimiento sobre el objeto de investigación realizadas.


CAPITULO II
Definiciones de Ceramicos
La ceramica, es una técnica que se ocupa de la utilización de materiales ceramicos en aplicaciones tecnológicas.
Lapalabra ceramica deriva del vocablo griego keramos, cuya raíz sanscrita significa 'quemar'. En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas. Sin embargo, el uso moderno de este término incluye a todos los materiales inorganicos no metalicos que se forman por acción del calor.
CARACTERISTICAS

* Resistencia a las altas temperaturas, por lo que son buenos aislantes del fuego.
* Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
* Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
* Gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico.

ESTRUCTURA CRISTALINA

Un gran número de materiales ceramicos poseen estructuras típicas como la estructura del NaCl, de blenda (ZnS) y de fluorita (CaF2). Sin embargo la mayoría de los ceramicos tienen estructuras cristalinas mas complicadas y variadas. Entre estas estructuras podríamos destacar las mas importantes como son:
* Estructura Perovskita (CaTiO3). Ejemplo: BaTiO3, en la cual los iones de bario y oxigeno forman una celda unidad cúbica centrada en las caras con los iones bario en los vértices de la celda unidad, y los iones oxido en el centro de las caras, el ión titanio se situara en el centro de la celda unidad coordinado a seis iones oxigeno.
* Estructura del corindón (Al2O3). Es similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unidad estan asociados 12 iones de metal y 18 de oxigeno.

* Estructura de espinela (MgAl2O4). Donde los iones oxigeno forman un retículo cúbico centrado en las caras y los iones metalicos ocupan las posiciones tetraédricas uoctaédricas dependiendo del tipo de espinela en particular.

* Estructura de grafito. Tiene una estructura hexagonal compacta.

PROPIEDADES

* PROPIEDADES MECANICAS
Son duros y fragiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedan enfrentados provocando la rotura del enlace), este echo supone una gran limitación en su número de aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.
Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el deslizamiento de bordes de grano.

* PROPIEDADES MAGNÉTICAS
No suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargo podemos encontrar ceramicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y granates. Éstas son las llamadas ceramicas ferri magnéticas. En estas ceramicas los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magnético se produzca como resultado una imantación neta.

* PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienen una alta resistencia dieléctrica y baja constate dieléctrica. Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de polarizarse
* PROPIEDADES TÉRMICAS
La mayoría de los materiales ceramicos tienen bajas conductividades térmicas debido a sus fuertes enlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la banda de covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción, por este hechoson buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas, químicas ceramicas y del vidrio.

Obtención de los materiales ceramicos

El proceso de obtención de las arcillas para hacer materiales ceramicos pasa por las siguientes fases
1. preparación de las arcillas. Selección
2.
Amasado y moldeo de las pastas.
3. Desecación y cocción de los productos moldeados.
4. Esmaltado ( si corresponde)

diagrama de fase

CLASIFICACIÓN

* Materiales ceramicos tradicionales:

1. Arcilla
2. Sílice
3.
Feldespato

* Materiales ceramicos de uso específico en ingeniería

4. Oxido de aluminio
5. Carburo de silicio
6.
Nitruro de silicio

APLICACIONES

* Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al calor.
* Losetas térmicas (trasbordadores espaciales), por su baja conductividad térmica.
* Fabricación de materiales de construcción (ladrillos, cemento, azulejos, baldosas, etc.), por su dureza y baja conductividad térmica y eléctrica.
* Aislantes en aparatos electrónicos.
* Materiales refractarios, por su punto de fusión tan elevado.
* Sirven para pulir o afilar otros materiales de menor dureza debido a su gran dureza. Ejemplos: alúmina fundida y carburo de silicio.
* Vidrio.

TIPO DE SUSTANCIA

Son compuestos inorganicos constituidos por elementos metalicos y no metalicos.
Su enlace puede ser iónico o covalente, Presenta estructura cristalina.





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