1. Definición de los Materiales Cerámicos

Los materiales cerámicos se mantienen unidos por **enlaces iónicos** o **covalentes**. Son compuestos y soluciones complejas que contienen tanto elementos metálicos como no metálicos. Generalmente son materiales **duros**, **frágiles**, con **alto punto de fusión** y **bajas conductividades eléctricas y térmicas**, además de una adecuada **estabilidad química** y **alta resistencia a la compresión**. Las cerámicas nuevas son una parte fundamental en la industria actual, pues nos permiten soportar altas temperaturas de motores o reactores, además de que tienen la capacidad de transformar un estímulo físico en uno eléctrico.

2. Clasificación de los Materiales Cerámicos

• Alfarería, Productos cocidos, porosos y opacos:
  • Materiales de construcción.
  • Alfarería.
• Fritados, Productos cocidos, compactos:
  • Opacos
  • Transparentes
  • Porcelanas
• Cerámica electrónica.
  • Cocida compacta, color variable: blanco a negro
  • Clases:
    • Ferromagnéticos.
    • Ferroeléctricos.
    • Piezoeléctricos.
    • Dieléctricos no lineales.
    • Semiconductores.
    • Electrolitos sólidos.

3. Características de los Materiales Cerámicos en Función del Tipo de Enlace

• **Enlace iónico**: Poder refractario, resistente a la corrosión y a la abrasión.
• **Enlace covalente**: Fuerte componente direccional, que obstaculiza el movimiento de los átomos y planos atómicos, que originan los inconvenientes de fragilidad, baja resistencia a los cambios de temperatura, problemas para la reproducción de moldes, así como difíciles métodos de conformación y prensado y alto coste energético.

4. Propiedades Específicas de los Materiales Cerámicos

El enlace covalente se manifiesta en una fuerte componente direccional que obstaculiza el movimiento de los átomos originando inconvenientes de fragilidad, baja resistencia a los cambios de temperatura, etc. Sus propiedades son:

• **Alto punto de fusión**: Es una característica esencial para la resistencia mecánica a elevadas temperaturas. Esto viene dado por la alta energía que tienen sus enlaces.
• **Pequeña tensión de vapor**: Muy importante. De esta forma debemos tener en cuenta que no pueden utilizarse a la larga a temperaturas elevadas.
• **Pequeño coeficiente de dilatación**: Propiedad importante para los óxidos sobre todo ya que, debido a su pequeña conductividad calorífica, son muy sensibles a los cambios de temperatura.
• **Buena conductividad calórica**: Es muy importante para una buena resistencia para los cambios de temperatura. Esta conductividad se ha conseguido combinando los materiales cerámicos con una fase metálica buena conductora.
• **Resistencia a los cambios de temperatura**: La mayoría de las cerámicas no cuentan con esta propiedad, pero la consiguen con métodos como:
  • Disminuir la diferencia de temperaturas
  • Disminuir el coeficiente de transmisión calorífica
  • Disminuir la dilatación térmica
  • Disminuir el grosor efectivo
  • Aumentar la resistencia mecánica

5. Imperfecciones que se Pueden Encontrar en las Estructuras Cerámicas Cristalinas

• **Defectos puntuales**: En los materiales cerámicos se pueden formar soluciones sólidas de sustitución o intersticiales. Mantener una distribución de cargas equilibradas es difícil cuando se introducen iones por solución sólida, sin embargo, la deficiencia o exceso de carga puede compensarse de varias formas.
• **Defectos superficiales**: Los límites de grano y la superficie de las partículas son defectos superficiales importantes. Las cerámicas de grano fino presentan mejores propiedades mecánicas que las de grano grueso. Los granos finos reducen las tensiones en los bordes de los granos debidas a una concentración o expansión anisotrópica.

6. Tipos de Conformado en las Cerámicas Tradicionales

• **Modelado a mano**: La tierra se junta y se prepara en fosas junto con agua hasta conseguir una masa homogénea, la cual se comprime en una gradilla que se humedece con agua. Esta pasta tiene más cantidad de agua que en procesos mecánicos. Los ladrillos conformados a mano tienen una superficie rugosa con ventajas estéticas y de protección.
• **Prensado en seco**: El polvo es compactado en una matriz metálica aplicando presión en una dirección. Este es un método sencillo y barato que permite producir una gran cantidad de piezas, aunque con poca uniformidad y precisión.
• **Prensado isostático**: El material se coloca en un recipiente flexible y hermético que se coloca dentro de un medio líquido y es posteriormente sometido a presión uniforme en todas las direcciones.
• **Moldeo en barbotina**: Se usa para materiales cerámicos preparados a partir de arcillas. La barbotina es la suspensión de la arcilla pulverizada en agua que se vierte en un molde poroso que se encarga de absorber el agua.
• **Moldeo por extrusión**: Para materiales en estado plástico es el método por el cual se obtienen secciones transversales, constantes y huecas como pueden ser los ladrillos. Normalmente se utilizan máquinas tipo hélice-vacío.