Características y Aplicaciones de los Materiales Cerámicos

Características de los Materiales Cerámicos

• Aislamiento térmico: Debido a los fuertes enlaces iónicos y covalentes entre los átomos, los electrones no pueden desplazarse libremente por el material. Esto impide la conducción de corriente térmica, ya que no contienen electrones libres.
• Estabilidad química: Presentan una alta estabilidad química gracias a los fuertes enlaces iónicos y covalentes.
• Descomposición antes de la fusión: Los materiales cerámicos tienden a descomponerse antes de alcanzar su punto de fusión, el cual suele ser muy alto.
• Transparencia: Algunos materiales cerámicos son transparentes. La porosidad puede influir en las propiedades ópticas de estos materiales.
• Falta de ductilidad: Los enlaces covalentes e iónicos, al ser muy fuertes, no permiten la deformación del material, lo que resulta en una baja ductilidad.

Al₂Si₂O₃(OH)₄

Este cerámico tradicional, el silicato hidratado de aluminio o caolinita, es el ingrediente principal en la mayoría de los productos de barro. Con agua, adquiere una consistencia suave y plástica, lo que lo hace fácilmente moldeable.

Principal Materia Prima para la Fabricación de Cerámicos Ingenieriles a Base de Óxidos

Alúmina

Diseño de un Cerámico con Características Específicas

Objetivo: Diseñar un cerámico con baja expansión térmica, buena resistencia a choques térmicos, buena resistencia a la termofluencia, y buena resistencia a la corrosión por metales no ferrosos fundidos.

Solución: Un material adecuado para estas características sería el cerámico nitruro de silicio (Si₃N₄), debido a sus propiedades intrínsecas.

Propiedades y Aplicaciones del Sialon

El Sialon presenta una alta resistencia a la oxidación y a altas temperaturas, además de una baja expansión térmica. Estas características lo hacen adecuado para su uso en herramientas de corte y aplicaciones de altas temperaturas.

Proceso Sintético para un Cerámico Semiconductor

Para obtener un cerámico semiconductor, se agrega una impureza (un óxido metálico) al cerámico base. Esta impureza modifica los niveles de energía del material, alterando su comportamiento eléctrico y confiriéndole propiedades semiconductoras.

Fragilidad de los Materiales Cerámicos

Los materiales cerámicos tienden a fallar por fractura debido a su estructura cristalina rígida. Esta estructura no permite desplazamientos significativos, por lo que cualquier movimiento en una unión puede propagarse rápidamente, debilitando toda la estructura y provocando la fractura.

Aglomerantes Metálicos

Ejemplos de aglomerantes metálicos son el níquel y el cobalto.

Propiedades, Aplicaciones y Desventajas del TiN

Propiedades:

• Conductividad eléctrica
• Alta dureza
• Buena resistencia al desgaste
• Bajo coeficiente de fricción con metales ferrosos

Aplicaciones:

• Recubrimiento superficial en herramientas de corte
• Industria aeroespacial
• Prótesis

Desventajas:

• Conductividad eléctrica (puede ser una desventaja en algunas aplicaciones)