MATERIALES CERÁMICOS

Son compuestos químicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos. Tienen baja conductividad térmica y eléctrica, siendo más resistentes que los metales y polímeros a elevadas temperaturas y ambientes agresivos. Son duras, frágiles, inertes y biocompatibles. Tienen puntos de fusión altos y resisten temperaturas más elevadas que los metales.

MATERIALES METÁLICOS

Tienen buena conductividad térmica y eléctrica, resistencia relativamente alta, gran rigidez, ductilidad y resistencia al impacto y choques térmicos. Aunque en ocasiones son metales puros, la mezcla de varios permite mejorar determinadas propiedades. Tienen gran número de electrones deslocalizados.

POLÍMEROS

Producidos mediante procesos de polimerización, tienen buena resistencia eléctrica y también pueden proporcionar buen aislamiento térmico, pero no son adecuados para usos a altas temperaturas.

Tipos de Polímeros

• Sintéticos: Flexibles, resistentes, duros.
• Termoplásticos: Buena ductibilidad y conformidad, fáciles de fundir y moldear en estado líquido.
• Termoestables: Más resistentes y frágiles, no pueden ser recalentados y refundidos.

SEMICONDUCTORES

Tienen propiedades intermedias entre los conductores y los aislantes, son frágiles y esenciales para aplicaciones electrónicas.

ESTRUCTURA CRISTALINA Y MICROESTRUCTURA

La estructura cristalina se refiere a la ordenación de los átomos con posiciones relativas entre ellos. La microestructura describe la forma en que se agrupan pequeños cristales dando lugar a lo que se conoce como granos.

Tipos de Cristales

• Iónicos: Duros, frágiles, con alta temperatura de fusión y conductividad eléctrica media.
• Covalentes: Elevada dureza y fragilidad, indeformables y malos conductores de la electricidad.
• Metálicos: Blandos, fácilmente deformables, opacos y buenos conductores del calor y la electricidad.

Estructuras Cristalinas Comunes

• BCC (Cúbica Centrada en el Cuerpo): 4r/√3
• FCC (Cúbica Centrada en las Caras): 4r/√2
• Empaquetamiento: Número de átomos x Volumen de átomos / Volumen de celda

DEFECTOS EN LOS MATERIALES

Defectos Puntuales

• Vacantes: Lugares normalmente ocupados por un átomo, pero que se encuentran ausentes.
• Intersticiales: Átomos que se han desplazado a un espacio intersticial, un espacio vacío pequeño que normalmente no está ocupado.
• Soluciones Intersticiales: Átomos de soluto que se sitúan en los espacios entre los átomos de disolvente.

Defectos de Línea

Distorsiones en la red cristalina en torno a una línea, como las dislocaciones de cuña o helicoidales.

Defectos Interfaciales

Límites de grano que separan regiones del material con diferentes estructuras cristalinas y/o orientación cristalográfica.

Tipos de Defectos Interfaciales

• Límites de Grano: Separación entre dos granos o cristales con diferentes orientaciones cristalográficas.
• Límites de Macla: Límites de grano con simetría de red especular.

MATERIALES CERÁMICOS ESPECIALES

Refractarios

Soportan muy altas temperaturas (1000-1200°C) sin degradarse. Son compuestos calcinados con punto de fusión alto y estabilidad química a altas temperaturas.

Vidrios

Se forman calentando a la temperatura de fusión y dejando enfriar hasta un estado rígido sin cristalización. El proceso de enfriamiento genera tensiones internas debido a la diferencia de temperatura entre la superficie y el interior del vidrio.

Abrasivos

Materiales duros y tenaces utilizados para desgastar, desbastar o cortar otros materiales más blandos.

Vitrocerámicas

Se forman de manera vítrea, pero luego recristalizan en el estado de subenfriamiento. Resistentes al choque térmico.

Cerámicas Avanzadas

Productos cerámicos para motores de combustión interna y turbinas. Buenos aislantes térmicos, resistentes al desgaste y corrosión, y con menor densidad.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LOS METALES

Temple

Enfriamiento brusco de una mezcla austenítica para aumentar la dureza y resistencia mecánica, pero disminuye la tenacidad.

Recocido

Calentamiento del acero hasta una determinada temperatura y enfriamiento lento para aumentar la plasticidad, ductibilidad y tenacidad, eliminar acritud, afinar grano y homogeneizar la estructura.

Revenido

Calentamiento del acero a una temperatura más baja que la de austenización y enfriamiento al aire para disminuir la dureza y fragilidad, y aumentar la plasticidad y tenacidad.

CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS

Según su Composición

• Homopolímeros: Constituidos por un solo tipo de monómero.
• Copolímeros: Constituidos por dos o más monómeros distintos.
  • Al azar: Monómeros dispuestos de forma desordenada.
  • Alternados: Monómeros dispuestos alternadamente.
  • En bloque: Bloques de diferentes monómeros.
  • De injerto: Cadena principal de un monómero y ramificaciones de otro.

Según su Comportamiento Mecánico

• Plásticos: Estables en condiciones normales de uso, pero fluidos durante su fabricación, lo que permite moldearlos.
• Elastómeros (Cauchos): Recuperan su forma original rápidamente después de una deformación. Elásticos a temperatura normal, pero se vuelven duros al calentarlos.

POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN

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