Propiedades y Clasificación de Materiales: Cerámicos y Poliméricos

Materiales Cerámicos

Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos, aunque pueden contener elementos metálicos en su composición. Se caracterizan por ser duros, químicamente inertes, no combustibles, refractarios, frágiles y malos conductores térmicos y eléctricos.

Estructura y Defectos

• La carga neta en la estructura debe ser nula; las estructuras estables maximizan el número de átomos vecinos con carga opuesta.
• El número de coordinación es el número de aniones más próximos a un catión.
• El defecto de Frenkel ocurre cuando existe una vacante catiónica y un catión intersticial.

Vidrios

Los vidrios son silicatos no cristalinos, cuya red es suficientemente abierta como para que otros óxidos puedan introducirse en cantidades apreciables. Estos vidrios presentan una solidificación gradual a través de un estado viscoso previo. El volumen específico no varía bruscamente, sino que registra un cambio de pendiente en el rango de temperatura de transición vítrea.

El conformado de los vidrios se realiza en estado viscoso; se procesa siempre por enfriamiento sin pasar por cocción en horno, lo que lo convierte en un procesado más simple que para las demás cerámicas.

Comportamiento Mecánico de las Cerámicas

El comportamiento hasta la rotura de las cerámicas es normalmente elástico y lineal, presentando una fractura frágil. Debido a esta fragilidad, no se realizan ensayos de tracción, sino de compresión y flexión.

Materiales Poliméricos

Los polímeros están formados por muchas unidades monoméricas; es decir, son materiales constituidos por muchas partes iguales enlazadas químicamente entre sí. Existen enlaces covalentes dentro de las cadenas y enlaces débiles entre cadenas.

Se clasifican en plásticos y elastómeros.

Clasificación de Plásticos

Dentro de los plásticos, a su vez, distinguimos:

• Termoplásticos

  Su conformado requiere la adición de calor; pueden ser calentados y conformados de nuevo sin perder sus propiedades. Están formados por cadenas más o menos ramificadas, unidas débilmente entre sí. Al calentar, estas uniones se rompen y las cadenas pueden deslizar entre sí.

  Se procesan por métodos como la extrusión, el termoconformado y el moldeo por soplado o inyección.

• Termoestables

  Se fabrican con una forma permanente y endurecen por reacción química. Están formados por cadenas entrecruzadas por enlaces covalentes, lo que les confiere una estructura de cierta rigidez.

  Se procesan por moldeo por compresión o transferencia.

Elastómeros

Los elastómeros experimentan una deformación elástica elevada al aplicarles una fuerza y recuperan su forma original cuando esta cesa. Están formados por cadenas más o menos ramificadas unidas entre sí. El plegado de las cadenas permite su estirado bajo carga y la recuperación de su forma tras esta.