Cerámicos inorgánicos: tipos, propiedades y procesamiento

Cerámicos inorgánicos

Los cerámicos inorgánicos son materiales de carácter no metálico con enlaces covalentes (que aportan direccionalidad) e iónicos (que generan repulsión de cargas). Tienen un alto módulo elástico, densidad moderada y bajo coeficiente de dilatación térmica y resistencia química. Sin embargo, la resistencia a la tracción disminuye exponencialmente con la fracción volumétrica de poros.

Tipos de cerámicos

• Tradicionales: de cocción, como arcilla, feldespato y cuarzo.
• Vidrios: red de silicatos.
• Cementos y hormigón: conglomerados hidráulicos.
• De ingeniería o tecnológicos: compuestos de alta pureza.
• Funcionales: para condensadores, semiconductores cerámicos, materiales piezoeléctricos, etc.

Cerámicas cristalinas

Las cerámicas cristalinas pueden ser iónicas o covalentes. Algunos ejemplos son la perovskita BaTiO3 y la estructura cúbica simple formada por Ba2+ en los vértices, Ti4+ en el centro y O2- en las caras. Estos materiales se utilizan como refractarios, abrasivos y aislantes eléctricos.

Sistema Sílice-Alúmina

El sistema Sílice-Alúmina es muy importante en los materiales refractarios, que son resistentes a altas temperaturas y al choque térmico.

Cerámicas de ingeniería

Las cerámicas de ingeniería están constituidas por compuestos puros o casi puros, como óxidos, carburos y nitruros, combinados con otros óxidos refractarios. Estos materiales se utilizan en aplicaciones eléctricas, herramientas de corte, cojinetes de bolas, etc.

Procesamiento de cerámicas

Los productos cerámicos se fabrican compactando polvos o partículas en matrices que luego se calientan a altas temperaturas para enlazar las partículas. Las etapas básicas del proceso de cerámica son la preparación de los materiales y el moldeado o fundido de los polvos. Se utilizan diferentes técnicas de conformado, como el vaciado deslizante, el prensado, el torneado y la extrusión.

Vidrios

Los vidrios son compuestos que solidifican sin cristalizar al enfriarse desde el estado líquido. Se componen de óxidos formadores, óxidos modificadores e óxidos intermedios. Los vidrios de cuarzo son resistentes al choque térmico y se utilizan en aplicaciones ópticas. Otros tipos de vidrios incluyen los sodo-cálcicos, los borosilicatos y las vitrocerámicas.

Cementos

Los cementos son conglomerantes hidráulicos que se forman al mezclar polvos inorgánicos con agua. Una vez endurecidos, conservan su resistencia y estabilidad. Se utilizan en la construcción y tienen propiedades como resistencia al fuego y facilidad de reparación.

Hormigón

El hormigón es una mezcla de cemento, áridos granulares, agua y aire ocluido. Se coloca in situ y adquiere resistencia a temperatura ambiente. Es durable y fácil de encontrar. Sin embargo, tiene baja resistencia a tracción, inestabilidad dimensional y puede formar grietas en periodos de congelación y descongelación. Algunas propiedades del hormigón son la docilidad, la homogeneidad y la masa específica.