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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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