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Josué Eduardo Álvarez Bertho Aula 3, edificio D 08/02/2015 Ingeniería industrial Materia: Propiedad de los materiales. Unidad 1: Clasificación de los materiales. Materiales Ceramicos. Objetivo: el objetivo es que sepamos reconocer los materiales cerámicos. Saber clasificarlos según su estructura. Saber cuáles son los procedimientos que se llevan a cabo en la elaboración de las cerámicas.

Materiales cerámicos

Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmicos, comparado con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables. Estos pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos, en estos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecánicas. En la cerámica tradicional el material de partida es la arcilla, dentro de este grupo se encuentran: la porcelana fina, ladrillos, baldosas, vidrio y cerámica refractarios.

Las cerámicas se clasifican en: 

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Cerámicas tradicionales: Normalmente los materiales cerámicos tradicionales están constituidos por tres componentes básicos: Arcilla, sílice y feldespato, algunos ejemplos son los ladrillos y las tejas utilizadas en las industrias de la construcción y las porcelanas eléctricas de uso industrial eléctrica. Estas están formadas típicamente por compuestos puros o casi puros como el óxido de aluminio, carburo de silicio y nitruro de silicio, Ejemplos de aplicación de las ingenieriles en tecnología de punta son el carburo de silicio en las áreas de alta temperatura de un motor y el óxido de aluminio en la base del soporte para los circuitos integrados de los chips. Cerámicas avanzadas o de altas prestaciones: que son basados en SiO2+ aditivos Cerámicas amorfas que son los Vidrios

Procedimiento de cerámicas: Los productos cerámicos más tradicionales y técnicos son manufacturados compactando polvos o partículas en matrices que son posteriormente calentados a enormes temperaturas para enlazar las partículas entre sí. Las etapas básicas para el proceso de cerámica de aglomeración de partículas son: 1.- Preparación del material. 2.- Moldeado o fundido. 3.- Tratamiento térmico por secado y horneado por calentamiento de la pieza de cerámica a temperaturas suficientemente altas para mantener las partículas enlazadas.

Técnicas de Fabricación Técnicas de conformado: Los productos cerámicos fabricados por aglomeración de partículas pueden ser conformados mediante varios métodos en condiciones secas. Plásticas o liquidas. Los procesos de conformado en frio son predominantes en la industria cerámica pero los procesos de modelado en caliente también se usan con frecuencia, prensado en seco, por inyección y extrusión son los métodos de modelado de cerámica que se utilizan más comúnmente.

Según su estructura se clasifican en:  

Cristalinos: Cuando están constituidos por átomos perfectamente ordenados en el espacio. Amorfos: Cuando solamente presenta una ordenación espacial a corta distancia como los vidrios.

Propiedades: 

Propiedades mecánicas:

Son duros y frágiles 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 hecho 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 cerámicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y granates. Éstas son las llamadas cerámicas ferromagnéticas. En estas cerámicas los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magnético se produzca como resultado una imantación neta.

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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.

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Propiedades térmicas:

La mayoría de los materiales cerámicos 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 hecho son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas, químicas cerámicas y del vidrio. Referencias: http://www.uv.es/uimcv/Castellano/ModuloMatCeramicos/Unidad%201.pdf http://www.iim.unam.mx/mbizarro/Materiales%20ceramicos.pdf http://www.utp.edu.co/~publio17/ceramicos.htm