Materiales Cerámicos: Propiedades, Clasificación y Aplicaciones

Materiales Cerámicos

Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos con un punto de fusión alto, requiriendo para su procesado temperaturas elevadas. Están constituidos por uno o varios compuestos formados por la combinación de metales y no metales. Pueden ser óxidos, nitruros, boruros, etc. Los materiales cerámicos tienen características que los diferencian del resto de materiales:

• Aislantes de calor y electricidad.
• Enlace mezcla de metálico, iónico y covalente.
• Frágiles y quebradizos.
• Compuestos de metales o metaloides con no metales.

Niveles de Propiedades de los Materiales Cerámicos

Las propiedades de los materiales cerámicos vienen determinadas en 4 niveles:

1. Atómico: Configuración electrónica de átomos individuales que muestra la influencia del enlace con otros átomos cercanos.
2. Estructura cristalina: Disposición de los átomos en los materiales, ordenación de estos.
3. Microestructuras: Disposición de pequeños granos en los materiales identificados mediante microscopía.
4. Macroestructuras: Elementos estructurales que pueden distinguirse a simple vista.

Propiedades Mecánicas y Tamaño de Grano

La resistencia aumenta cuando el tamaño de grano disminuye. El tamaño de grano está determinado por el tamaño de las partículas iniciales y el proceso de consolidación. Los bordes de grano tienen un papel importante en las propiedades mecánicas del material cerámico. La resistencia depende de la pureza del material o si contiene otras fases secundarias o vítreas en los bordes de los granos.

Propiedades Ópticas y Fases Presentes

La transparencia o translucidez de las cerámicas viene limitada por el fenómeno de dispersión de la luz. Esta dispersión es provocada por la presencia de partículas de fases secundarias y poros. Mediante el procesado de prensado en caliente se consigue la reducción de la porosidad y se consigue un material de alta densidad y con capacidad translúcida, por ejemplo, las cerámicas de zirconato de plomo y lantano.

Propiedades Magnéticas y Composición de los Materiales Cerámicos

Las ferritas blandas se utilizan en dispositivos electrónicos antiguos, y actualmente se utilizan en transformadores o núcleos electromagnéticos. La permeabilidad está en función del tamaño de grano. Se prefieren granos grandes y sin defectos. Los defectos y límites de grano deben de localizarse en las paredes de los dominios.

Dificultad en la Clasificación de los Productos Cerámicos

Los productos cerámicos son difíciles de clasificar, existe una gran variedad de estos. Composiciones monofásicas muy controladas y materiales multicomponente multifásicos. Cristales y vidrios.