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MATERIALES CERÁMICOS
Los materiales cerámicos son materiales
inorgánicos no metálicos, constituidos por
elementos metálicos y no metálicos enlazados
principalmente mediante enlaces iónicos y/o
covalentes. Las composiciones químicas de los
materiales cerámicos varían
considerablemente, desde compuestos
sencillos a mezclas de muchas fases complejas
enlazadas.
G r e s
P o r c e l a n a
F i n a s
A r c i l l a c o c i d a
L o z a
R e f r a c t a r i o s
G r u e s a s
C e r á m i c a s
Se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La
arcilla se moldea y se somete a un proceso de coción en un
horno a elevadas temperaturas.
 Son frutos de los agentes de meteorización
físico-químicos actuantes sobre la roca
madre original, y se les puede considerar
como acumulaciones naturales.
 El tamaño de grano característico es fino
entre 1 – 4 micrones de diámetro.
 Constituidas fundamentalmente por silicatos
aluminios hidratados con iones
principalmente de magnesio, hierro, potasio
y sodio.
La propiedad que la hace un material
interesante desde el punto de vista
utilitario, es su ALTA PLASTICIDAD
frente al agua y su ENDURECIMIENTO
cuando son secadas o sometidas a
tratamientos térmicos a elevadas
temperaturas
Una mezcla de minerales arcillosos
(filosilicatos) y no arcillosos, que en
conjunto son los que imparten las
características de plasticidad del
material como las propiedades de
secado y de cocción de las piezas
elaboradas con dichas materias
primas .
 Son los silicatos de hierro, aluminio y magnesio
(óxidos) hidratados con estructuras en capas.
 Son un polímero inorgánico constituido por dos
estructuras monómeras:
 Un tetraedro de oxido de silicio
 Un octaedro de hidróxido de aluminio o
hidróxido de magnesio.
CLASIFICACIÓN
LOS MATERIALES CERÁMICOS SE DIVIDEN EN TRES CATEGORÍAS:
•CERÁMICAS TRADICIONALES: LOS PRODUCTOS CERÁMICOS TRADICIONALES SE HACEN A PARTIR
DE MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA E INCLUYEN ALFARERÍA, PORCELANAS,
LADRILLOS, CEMENTO, AZULEJOS Y CERÁMICA REFRACTARIA.
•CERÁMICAS DE INGENIERÍA: LOS PRODUCTOS CERÁMICOS DE INGENIERÍA SE HACEN A PARTIR
DE MATERIAS PRIMAS PRODUCIDAS SINTÉTICAMENTE Y CUBREN UNA AMPLIO ESPECTRO DE
PRODUCTOS COMO HERRAMIENTAS DE CORTE, HUESOS ARTIFICIALES Y COMBUSTIBLES NUCLEARES.
•VIDRIOS: LO MÉTODOS QUE SE USAN PARA PRODUCIR PRODUCTOS DE VIDRIO SON MUY
DIFERENTES A LOS QUE SE EMPLEAN EN LOS ANTERIORES CERÁMICOS. LA MATERIA PRIMA
PRINCIPAL ES LA SÍLICE (SIO2), QUE SE COMBINA GENERALMENTE CON OTROS ÓXIDOS CERÁMICOS
QUE FORMAN VIDRIOS.
PROPIEDADES
LAS PROPIEDADES DE LOS
MATERIALES CERÁMICOS TAMBIÉN
VARÍAN MUCHO DEBIDO A
DIFERENCIAS EN LOS ENLACES. EN
GENERAL, LOS MATERIALES
CERÁMICOS SON TÍPICAMENTE
DUROS Y FRÁGILES CON BAJA
TENACIDAD Y DUCTILIDAD.
PROPIEDADES MECÁNICAS.
PROPIEDADES FÍSICAS.
Una de las características mas positivas de
los materiales cerámicos es su elevada
resistencia a la oxidación y a la corrosión,
frente a los agentes químicos.
Ya que esta compuesto por óxidos metálicos
fundamentalmente, en consecuencia no
pueden someterse a otra degradación de
este tipo (oxidaciones, combustiones y
corrosiones), constituyendo un excelente
material inoxidable y refractario.
RESISTENCIA A LA CORROSION
Cerámicos : se dividen en dos, porosos
y impermeables. Entre los porosos
tenemos la arcilla cocida, loza italiana,
loza fina y refractarios. Y lo
impermeables tenemos, el gres, la
porcelana, la cerámica avanzada. Este
tipo de cerámicos son catalogados
como No Vitrificados y vitrificados
(Fundición de arena con cuarzo)
Cemeneto: se divide en mortero y
hormigón.
MATERIALES
GRES
Compuesta por arcillas
refractarias y sal.
Propiedades: Aspecto
vidriado. Elevada dureza
(raya al vidrio). Gran
compactibilidad. Sonido
metálico por percusión.
Aplicaciones: Baldosas,
azulejos, tubos, ladrillos,
etc.
PORCELANA
Se obtiene de la arcilla blanca
muy seleccionada (CAOLÍN).
Propiedades: Transparente o
translúcida. Compacta.
Sonido metálico por
percusión. Elevada dureza
(no es rayada por el acero).
Resistente a los ácidos.
Aplicaciones: Con un grosor
entre 2 - 3mm. Vajillas,
objetos decorativos,
aislantes eléctricos,
Jarrón de porcelana
ARCILLA COCIDA
Se obtiene a partir de la arcilla
ordinaria de color rojizo mate
Propiedades: Tacto duro y
áspero. Frágil
Aplicaciones: Puede aparecer
recubierta o no de un
esmalte blanco: ladrillos,
tejas, otros elementos de
construcción, objetos de
alfarería (vasijas,
recipientes, jarrones,
Muñeco de arcilla
LOZA
Se obtiene a partir de una mezcla
de arcilla amarilla y arena.
Propiedades: Tacto fino y
suave. Elevada dureza.
Aplicaciones: Cubierta por una
capa de barniz o de esmalte,
que le proporciona un atractivo
aspecto superficial: vasijas y
objetos decorativos.Suelo de
Loza
REFRACTARIOS
Formados por arcilla cocida con
óxidos de metales.
Propiedades: Resistentes a
temperaturas superiores a 3000 ºC.
Aplicaciones: Revestimiento interior
de altos hornos, componentes
eléctricos y electrónicos.
Es un aglomerante en forma de polvo, que
tiene la propiedad de endurecer (fraguar)
una vez que se le añade agua y se deja
secar, es capaz de secar en ausencia del
oxigeno.
Es un material altamente plástico y fácil de
trabajar, se obtiene una dureza y
resistencia muy alta una vez fraguado.
CEMENTO
MATERIALES CERÁMICOS
M
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PROCESAMIENTO DE CERAMICAS:
Los productos cerámicos más tradicionales y técnicos
son manufacturados compactando polvos o
partículas en matrices que son posteriormente
calentados a enormes temperaturas para enlazar las
partículas entre si.
Las etapas básicas para el proceso de cerámica de
aglomeración de partículas son: en primera instancia
preparación de material; segundo moldeado o fundido
y por ultimo tratamiento térmico por secado y
horneado por calentamiento de la pieza de cerámica a
temperaturas suficientemente altas para mantener las
partículas enlazadas.
TÉCNICAS DE CONFORMADO.
LOS PRODUCTOS CERÁMICOS FABRICADOS POR
AGLOMERACIÓN DE PARTÍCULAS PUEDEN SER
CONFORMADOS MEDIANTE VARIOS MÉTODOS EN
CONDICIONES SECAS, PLÁSTICAS O LIQUIDAS.
•PRENSADO EN SECO.
•COMPACTACIÓN ISOSTÁTICA.
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TRATAMIENTOS TÉRMICOS.
EL TRATAMIENTO TÉRMICO ES UN PASO
ESENCIAL EN LA FABRICACIÓN DE LA MAYORÍA
DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS. EN ESTA
SUBDIVISIÓN CONSIDERAMOS LOS SIGUIENTES
TRATAMIENTOS TÉRMICOS: SECADO,
SINTERIZADO, VERIFICACIÓN.
•SECADO Y ELIMINACIÓN DE AGLUTINANTES.
•SINTERIZACION.
•VERIFICACIÓN.
APLICACIONES
LOS MATERIALES CERÁMICOS, DEBIDO A SUS
PROPIEDADES TÉRMICAS, ELÉCTRICAS Y MECÁNICA,
ES DE GRAN APLICACIÓN EN MUCHOS DE LOS
ÁMBITOS INDUSTRIALES.
EJEMPLOS DE APLICACIONES:
EL NITRURO DE ALUMINIO(AIN): BUEN AISLANTE
ELÉCTRICO, PERO TIENE ALTA CONDUCTIVIDAD
TÉRMICA.
EL CARBURO DE SILICIO(SIC): TIENE UNA
EXTRAORDINARIA RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN A
TEMPERATURA INCLUSO POR ENCIMA DEL PUNTO DE
FUSIÓN DEL ACERO. A MENUDO SE UTILIZA COMO
RECUBRIMIENTO PARA METALES, PARA COMPUESTOS
DE CARBONO Y OTROS CERÁMICOS A TEMPERATURAS
EXTREMAS.
PROFESOR: ING. JOHN JAIRO GIL CUERVO
INGENIERO INDUSTRIAL.
ESPECIALISTA EN DOCENCIA UNIVERSITARIA.
MG. SISTEMAS DE GESTIÓN INTEGRADA.
MATERIALES COMPUESTOS
La combinación de
las propiedades de los
materiales dan lugar al
desarrollo de los
materiales compuestos.
Los materiales
compuestos son aquellos
que se forman por al unión
de dos materiales para
conseguir la combinación de
propiedades que no es
posible obtener en
materiales originales.
COMPOSITE FASE
DISPERSA
MATRIZ
Adobe Paja Barro
Madera Fibras
celulosa
Lignina
Hueso Fibras de
colágeno
Apatito
Acero
perlítico
Ferrita Cementita
Hormigón
armado
Armadura de
acero
Hormigón
MATERIALES COMPUESTOS
Los composites son materiales multifase obtenidos
artificialmente, que cumplen las siguientes características:
Están formados de 2 o más componentes distinguibles
físicamente y separables mecánicamente.
Presentan varias fases químicamente distintas, completamente
insolubles entre sí y separadas por una interfase.
Sus propiedades mecánicas son superiores
a la simple suma de las propiedades
de sus componentes (sinergia).
Se distinguen dos fases:
 Fibrosa: polímeros o cerámicas.
 Matriz (tiene diversas funciones): polímeros o metales
APLICACIONES MATERIALES COMPUESTOS
Kevlar 49; poliamida con matriz deresina.
(Chalecos antibalas, material deportivo)
Fibra de carbono: 3 veces más resistente que
el acero y más ligera. No se oxida.
(aeronáutica, automoción,material
deportivo)
Fibra de vidrio: Propiedades similares a la
fibra de carbono pero menos resistente.
(cables de fibra óptica para
-Los ingredientes se deben añadir en proporciones
correctas, la deficiencia de agua se traduce en una
unión incompleta y el exceso favorece la porosidad, en
ambos casos la resistencia es menor que al optima.
MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS: HORMIGÓN
HORMIGÓN PORTLAND
Fino (arena) Grueso
(grava)
Agua Cemento
portland
HORMIGÓN
- En construcción se puede introducir en el encofrado y
se endurece a temperatura ambiente.
- Su resistencia aumenta mediante el reforzado con
acero → hormigón armado.
- Es un material idóneo para en construcción, por ser
resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y
requerir escaso mantenimiento.
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MATERIALES CERÁMICOS

  • 2. Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos, constituidos por elementos metálicos y no metálicos enlazados principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes. Las composiciones químicas de los materiales cerámicos varían considerablemente, desde compuestos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas.
  • 3. G r e s P o r c e l a n a F i n a s A r c i l l a c o c i d a L o z a R e f r a c t a r i o s G r u e s a s C e r á m i c a s Se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La arcilla se moldea y se somete a un proceso de coción en un horno a elevadas temperaturas.
  • 4.  Son frutos de los agentes de meteorización físico-químicos actuantes sobre la roca madre original, y se les puede considerar como acumulaciones naturales.  El tamaño de grano característico es fino entre 1 – 4 micrones de diámetro.  Constituidas fundamentalmente por silicatos aluminios hidratados con iones principalmente de magnesio, hierro, potasio y sodio.
  • 5. La propiedad que la hace un material interesante desde el punto de vista utilitario, es su ALTA PLASTICIDAD frente al agua y su ENDURECIMIENTO cuando son secadas o sometidas a tratamientos térmicos a elevadas temperaturas
  • 6. Una mezcla de minerales arcillosos (filosilicatos) y no arcillosos, que en conjunto son los que imparten las características de plasticidad del material como las propiedades de secado y de cocción de las piezas elaboradas con dichas materias primas .
  • 7.  Son los silicatos de hierro, aluminio y magnesio (óxidos) hidratados con estructuras en capas.  Son un polímero inorgánico constituido por dos estructuras monómeras:  Un tetraedro de oxido de silicio  Un octaedro de hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio.
  • 9. LOS MATERIALES CERÁMICOS SE DIVIDEN EN TRES CATEGORÍAS: •CERÁMICAS TRADICIONALES: LOS PRODUCTOS CERÁMICOS TRADICIONALES SE HACEN A PARTIR DE MINERALES QUE SE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA E INCLUYEN ALFARERÍA, PORCELANAS, LADRILLOS, CEMENTO, AZULEJOS Y CERÁMICA REFRACTARIA. •CERÁMICAS DE INGENIERÍA: LOS PRODUCTOS CERÁMICOS DE INGENIERÍA SE HACEN A PARTIR DE MATERIAS PRIMAS PRODUCIDAS SINTÉTICAMENTE Y CUBREN UNA AMPLIO ESPECTRO DE PRODUCTOS COMO HERRAMIENTAS DE CORTE, HUESOS ARTIFICIALES Y COMBUSTIBLES NUCLEARES. •VIDRIOS: LO MÉTODOS QUE SE USAN PARA PRODUCIR PRODUCTOS DE VIDRIO SON MUY DIFERENTES A LOS QUE SE EMPLEAN EN LOS ANTERIORES CERÁMICOS. LA MATERIA PRIMA PRINCIPAL ES LA SÍLICE (SIO2), QUE SE COMBINA GENERALMENTE CON OTROS ÓXIDOS CERÁMICOS QUE FORMAN VIDRIOS.
  • 11. LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES CERÁMICOS TAMBIÉN VARÍAN MUCHO DEBIDO A DIFERENCIAS EN LOS ENLACES. EN GENERAL, LOS MATERIALES CERÁMICOS SON TÍPICAMENTE DUROS Y FRÁGILES CON BAJA TENACIDAD Y DUCTILIDAD. PROPIEDADES MECÁNICAS. PROPIEDADES FÍSICAS.
  • 12. Una de las características mas positivas de los materiales cerámicos es su elevada resistencia a la oxidación y a la corrosión, frente a los agentes químicos. Ya que esta compuesto por óxidos metálicos fundamentalmente, en consecuencia no pueden someterse a otra degradación de este tipo (oxidaciones, combustiones y corrosiones), constituyendo un excelente material inoxidable y refractario. RESISTENCIA A LA CORROSION
  • 13. Cerámicos : se dividen en dos, porosos y impermeables. Entre los porosos tenemos la arcilla cocida, loza italiana, loza fina y refractarios. Y lo impermeables tenemos, el gres, la porcelana, la cerámica avanzada. Este tipo de cerámicos son catalogados como No Vitrificados y vitrificados (Fundición de arena con cuarzo) Cemeneto: se divide en mortero y hormigón. MATERIALES
  • 14. GRES Compuesta por arcillas refractarias y sal. Propiedades: Aspecto vidriado. Elevada dureza (raya al vidrio). Gran compactibilidad. Sonido metálico por percusión. Aplicaciones: Baldosas, azulejos, tubos, ladrillos, etc.
  • 15. PORCELANA Se obtiene de la arcilla blanca muy seleccionada (CAOLÍN). Propiedades: Transparente o translúcida. Compacta. Sonido metálico por percusión. Elevada dureza (no es rayada por el acero). Resistente a los ácidos. Aplicaciones: Con un grosor entre 2 - 3mm. Vajillas, objetos decorativos, aislantes eléctricos, Jarrón de porcelana
  • 16. ARCILLA COCIDA Se obtiene a partir de la arcilla ordinaria de color rojizo mate Propiedades: Tacto duro y áspero. Frágil Aplicaciones: Puede aparecer recubierta o no de un esmalte blanco: ladrillos, tejas, otros elementos de construcción, objetos de alfarería (vasijas, recipientes, jarrones, Muñeco de arcilla
  • 17. LOZA Se obtiene a partir de una mezcla de arcilla amarilla y arena. Propiedades: Tacto fino y suave. Elevada dureza. Aplicaciones: Cubierta por una capa de barniz o de esmalte, que le proporciona un atractivo aspecto superficial: vasijas y objetos decorativos.Suelo de Loza
  • 18. REFRACTARIOS Formados por arcilla cocida con óxidos de metales. Propiedades: Resistentes a temperaturas superiores a 3000 ºC. Aplicaciones: Revestimiento interior de altos hornos, componentes eléctricos y electrónicos.
  • 19. Es un aglomerante en forma de polvo, que tiene la propiedad de endurecer (fraguar) una vez que se le añade agua y se deja secar, es capaz de secar en ausencia del oxigeno. Es un material altamente plástico y fácil de trabajar, se obtiene una dureza y resistencia muy alta una vez fraguado. CEMENTO
  • 22. PROCESAMIENTO DE CERAMICAS: Los productos cerámicos más tradicionales y técnicos son manufacturados compactando polvos o partículas en matrices que son posteriormente calentados a enormes temperaturas para enlazar las partículas entre si. Las etapas básicas para el proceso de cerámica de aglomeración de partículas son: en primera instancia preparación de material; segundo moldeado o fundido y por ultimo tratamiento térmico por secado y horneado por calentamiento de la pieza de cerámica a temperaturas suficientemente altas para mantener las partículas enlazadas.
  • 23. TÉCNICAS DE CONFORMADO. LOS PRODUCTOS CERÁMICOS FABRICADOS POR AGLOMERACIÓN DE PARTÍCULAS PUEDEN SER CONFORMADOS MEDIANTE VARIOS MÉTODOS EN CONDICIONES SECAS, PLÁSTICAS O LIQUIDAS. •PRENSADO EN SECO. •COMPACTACIÓN ISOSTÁTICA. •COMPRESIÓN EN CALIENTE. •EXTRUSIÓN.
  • 24. TRATAMIENTOS TÉRMICOS. EL TRATAMIENTO TÉRMICO ES UN PASO ESENCIAL EN LA FABRICACIÓN DE LA MAYORÍA DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS. EN ESTA SUBDIVISIÓN CONSIDERAMOS LOS SIGUIENTES TRATAMIENTOS TÉRMICOS: SECADO, SINTERIZADO, VERIFICACIÓN. •SECADO Y ELIMINACIÓN DE AGLUTINANTES. •SINTERIZACION. •VERIFICACIÓN.
  • 26. LOS MATERIALES CERÁMICOS, DEBIDO A SUS PROPIEDADES TÉRMICAS, ELÉCTRICAS Y MECÁNICA, ES DE GRAN APLICACIÓN EN MUCHOS DE LOS ÁMBITOS INDUSTRIALES. EJEMPLOS DE APLICACIONES: EL NITRURO DE ALUMINIO(AIN): BUEN AISLANTE ELÉCTRICO, PERO TIENE ALTA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA. EL CARBURO DE SILICIO(SIC): TIENE UNA EXTRAORDINARIA RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN A TEMPERATURA INCLUSO POR ENCIMA DEL PUNTO DE FUSIÓN DEL ACERO. A MENUDO SE UTILIZA COMO RECUBRIMIENTO PARA METALES, PARA COMPUESTOS DE CARBONO Y OTROS CERÁMICOS A TEMPERATURAS EXTREMAS.
  • 27. PROFESOR: ING. JOHN JAIRO GIL CUERVO INGENIERO INDUSTRIAL. ESPECIALISTA EN DOCENCIA UNIVERSITARIA. MG. SISTEMAS DE GESTIÓN INTEGRADA.
  • 28. MATERIALES COMPUESTOS La combinación de las propiedades de los materiales dan lugar al desarrollo de los materiales compuestos. Los materiales compuestos son aquellos que se forman por al unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en materiales originales. COMPOSITE FASE DISPERSA MATRIZ Adobe Paja Barro Madera Fibras celulosa Lignina Hueso Fibras de colágeno Apatito Acero perlítico Ferrita Cementita Hormigón armado Armadura de acero Hormigón
  • 29. MATERIALES COMPUESTOS Los composites son materiales multifase obtenidos artificialmente, que cumplen las siguientes características: Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente. Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase. Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia). Se distinguen dos fases:  Fibrosa: polímeros o cerámicas.  Matriz (tiene diversas funciones): polímeros o metales
  • 30. APLICACIONES MATERIALES COMPUESTOS Kevlar 49; poliamida con matriz deresina. (Chalecos antibalas, material deportivo) Fibra de carbono: 3 veces más resistente que el acero y más ligera. No se oxida. (aeronáutica, automoción,material deportivo) Fibra de vidrio: Propiedades similares a la fibra de carbono pero menos resistente. (cables de fibra óptica para
  • 31. -Los ingredientes se deben añadir en proporciones correctas, la deficiencia de agua se traduce en una unión incompleta y el exceso favorece la porosidad, en ambos casos la resistencia es menor que al optima. MATERIALES COMPUESTOS REFORZADOS: HORMIGÓN HORMIGÓN PORTLAND Fino (arena) Grueso (grava) Agua Cemento portland
  • 32. HORMIGÓN - En construcción se puede introducir en el encofrado y se endurece a temperatura ambiente. - Su resistencia aumenta mediante el reforzado con acero → hormigón armado. - Es un material idóneo para en construcción, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento.