5. Materiales cerámicos. Vidrios

Materiales cerámicos tradicionales

Los materiales cerámicos tradicionales están fabricados con materias primas de yacimientos naturales, con o sin proceso de beneficiación para eliminar impurezas a fin de aumentar su pureza, tales como los materiales arcillosos.

Sus características más importantes son:

• El conformado puede ser manual y el proceso de cocción se realiza en hornos tradicionales (horno túnel, hornos ascendentes, etc.).
• La microestructura de la mayoría de los materiales cerámicos tradicionales presenta un tamaño de grano grueso y una alta porosidad, visible al microscopio óptico de no muchos aumentos (La microestructura se puede estudiar u observar a niveles de microscopía óptica).
• La densidad llega únicamente a alcanzar valores del orden del 10 al 20 % menor que la densidad teórica del material.
• El nivel de los defectos en un material cerámico tradicional es del orden de milímetros.

Las cerámicas tradicionales pueden definirse como aquellas que comprenden las industrias que tienen como base a los silicatos, principalmente los materiales arcillosos, los cementos y los vidrios de silicatos. Entre las cerámicas tradicionales pueden citarse: las vasijas de barro cocido, la porcelana, los ladrillos, las tejas, los vidrios, etc.

Materiales cerámicos avanzados

Los materiales cerámicos avanzados están fabricados con materias primas artificiales que han sufrido un importante procesado químico para conseguir una pureza alta y una mejora de sus características físicas.

Sus características más importantes son: 

• El proceso de conformado se realiza con equipos sofisticados, que incluyen la utilización de alta temperatura y presión.
• La microestructura es de grano fino y se tiene que resolver o estudiar por medio de la microscopía electrónica.
• La densidad llega a alcanzar valores del orden del 99 o 100 % de la densidad teórica del material.
• El nivel de los defectos en un material cerámico avanzado es del orden de las micras.

Así, los materiales cerámicos avanzados o los nuevos materiales cerámicos son aquellos productos de los cuales se espera que, dependiendo de las materias primas y composiciones utilizadas, posean: excelentes propiedades mecánicas bajo condiciones extremas de tensión, altas resistencias al desgaste o excelentes propiedades eléctricas, magnéticas u ópticas o bien excepcional resistencia a altas temperaturas y ambientes corrosivos (altas resistencias al ataque químico).

Los materiales cerámicos avanzados se pueden definir por las tres características siguientes:

1. Para su fabricación se usan materias primas de alta pureza (99,99 %), con composición química y propiedades morfológicas controladas.
2. El procesado está sujeto a un control preciso, tanto en el conformado como en la cocción.
3. Los productos tienen una microestructura bien controlada, que asegura su alta fiabilidad o respuesta a la utilización para la cual ha sido diseñada.

Características en común

Imagen en Wikimedia Commons de Loadmaster bajo CC	Imagen en Wikimedia Commons de Materialscientist bajo Dominio Público

El número de materiales cerámicos diferentes es muy elevado, pero todos ellos tienen una serie de características en común:

• Son materiales duros y frágiles.
• Son muy resistentes al desgaste, por eso, se usan para fabricar herramientas de corte.
• Son muy resistentes a la oxidación y a la corrosión.
• Son inertes y biocompatibles, de ahí que sean muy útiles en la fabricación de prótesis y articulaciones en medicina.
• Poseen puntos de fusión altos, motivo por el cual resisten temperaturas más elevadas que los metales.
• Son económicos, debido a que la materia prima de la que están compuestos es muy barata, aunque su proceso de fabricación resulte elevado.