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Resumen Materiales Cerámicos, Resúmenes de Ingeniería de Edificación

Asignatura: Materiales II. Tecnología de los Materiales, Profesor: María Dolores Martínez Aires, Carrera: Ingeniería de Edificación, Universidad: UGR

Tipo: Resúmenes

2015/2016

Subido el 02/02/2016

danielestremarformento
danielestremarformento 🇪🇸

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MATERIALES CERÁMICOS
ÍNDICE:
1) Introducción a los materiales cerámicos
2) Propiedades generales de los materiales cerámicos
3) Clasicación general de los materiales cerámicos
4) Procesado de los materiales cerámicos
5) Patologías en los materiales cerámicos
1) Introducción a los materiales cerámicos:
Los materiales cerámicos están fabricados por productos
inorgánicos (no contienen carbono) de alto punto de fusión.
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MATERIALES CERÁMICOS

ÍNDICE:

1) Introducción a los materiales cerámicos

2) Propiedades generales de los materiales cerámicos

3) Clasificación general de los materiales cerámicos

4) Procesado de los materiales cerámicos

5) Patologías en los materiales cerámicos

1) Introducción a los materiales cerámicos:

Los materiales cerámicos están fabricados por productos inorgánicos (no contienen carbono) de alto punto de fusión.

Los materiales cerámicos se emplean como aislantes cuando son necesarias unas condiciones especiales de resistencia mecánica o térmica. Todos los materiales cerámicos tienen una resistencia excepcional al calor, a los cambios de temperatura y a la humedad. Destacar por último que no son atacados por los álcalis ni por los ácidos.

Los componentes fundamentales en la composición de los materiales cerámicos son: -Silicatos alumínicos (arcilla, caolín,…) -Silicatos magnésicos (talco).

A estos componentes fundamentales se añaden otras sustancias secundarias, como pueden ser: el cuarzo, la alúmina, el feldespato, el carburo silícico,…

2) Propiedades generales de los materiales

cerámicos:

  1. Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
  2. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
  3. Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también ,eléctrico.
  4. Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
  5. Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
  6. Una característica fundamental es que pueden fabricarse con formas y dimensiones determinadas.
  7. Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan oca elasticidad.

3) Clasificación general de los materiales

cerámicos:

Dependiendo del tratamiento de las materias primas, la naturaleza de estas, y del proceso de cocción, se distinguen dos grandes grupos de materiales cerámicos: las cerámicas gruesas y las cerámicas finas.

  • Materiales cerámicos porosos o gruesos ; No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la temperatura del horno es baja. Al romperse es terrosa, siendo totalmente permeable a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes son:
  • Materiales cerámicos impermeables o finos; En los que se sometemos a altas temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. Así, se obtienen productos impermeables más duros. Los más importantes son;

-Gres cerámico común: obtenido a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1.300ºC. Se suele utilizar para pavimentos y paredes.

-Gres cerámico fino: obtenido a partir de arcillas conteniendo óxidos metálicos a las que se le añade un fundente ( feldespato ) para bajar el punto de fusión. Más tarde se introduce en un horno a 1.300ºC. Cuando esta a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de sal marina que reacciona con la arcilla formando una fina capa de silicoaluminatos alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado característicos. Se emplea para vajillas, azulejos…

-Porcelana: obtenida a partir de una arcilla muy pura, caolín, mezclada con tendente (feldespato) y un desengrasante ( cuarzo o sílex). Su cocción se realiza en dos fases una a temperatura de entre 1.000 y 1.300 ºC. Teniendo multitud de aplicaciones en el hogar ( pilas de cocina, vajillas, tazas de café, etc.) y en la industria ( toberas de reactores, aislantes en transformadores, etc)

4) Procesado de materiales cerámicos:

Las etapas básicas en la fabricación de productos cerámicos son:

  • Extracción: obtención de la arcilla , en las canteras, llamadas barrenos, que además de ser a cielo abierto, suelen situarse en las inmediaciones de la fábrica de arcilla.
  • Preparación: Consiste en la molienda primero y la mezcla de las diferentes materias primas que componen el material. La composición variará en función de las propiedades requeridas

por la pieza de cerámica terminada. Las partículas y otros constituyentes tales como aglutinantes y lubricantes pueden ser mezclados en seco o húmedo. Para productos cerámicos tales como ladrillos comunes, tuberías para alcantarillado y otros productos arcillosos, la mezcla de los ingredientes con agua es una practica común. Para otros materiales cerámicos, las materias primas son tierras secas con aglutinantes y otros aditivos.

  • Conformación: los métodos de modelado de cerámica que se utilizan más comúnmente. - Prensado. La materia prima puede ser prensada en estado seco, plástico o húmedo, dentro de un troquel para formar productos elaborados 8Ver vídeo como se fabrican los azulejos más abajo). - Prensado en seco: este método se usa frecuentemente para productos refractarios (materiales de alta resistencia térmica) y componentes cerámicos electrónicos. El prensado en seco se puede definir como la compactación uniaxial simultanea y la conformación de los polvos granulados con pequeñas cantidades de agua y/o pegamentos orgánicos en un troquel. Después del estampado en frío, las partículas son normalmente calentadas (sinterizadas) a fin de que se consigan la fuerza y las propiedades microestructurales deseadas. El prensado en seco se utiliza mucho porque permite fabricar una gran variedad de piezas rápidamente con una uniformidad y tolerancia pequeñas - Extrusión. Las secciones transversales sencillas y las formas huecas de los materiales cerámicos en estado plástico a través de un troquel de embutir. (Ver vídeo como se fabrican los ladrillos más abajo).
  • Secado: Las piezas recién moldeadas se romperían si se sometieran inmediatamente al proceso de cocción, por lo que es necesario someterlas a una etapa de secado con el propósito es eliminar el agua antes de ser sometida a altas temperaturas. Generalmente, la eliminación de agua se lleva a cabo a menos de 100ºC y puede tardar tanto como 24h. para un trozo de cerámica grande.
  • Cocción: al cocer las arcillas a alta temperatura se producen una serie de reacciones que desembocan en una consistencia pétrea y una durabilidad adecuada para el fin para el que se destinan. Como se ha dicho antes la temperatura dependerá del tipo de material.