Reporte Ceramicos
Reporte Ceramicos
Reporte Ceramicos
Reporte cermicas
INGENIERA BIOMDICA
Reporte:
Cermicas
PRESENTA(N):
Juan Jos Arvalo Vidal
Aldo adrin Prez Montoya
Uriel Alberto Crdova Ortiz
Maestro:
Antonio Prez Garca
Contenido
Objetivo................................................................................................................ 3
Introduccin.......................................................................................................... 3
Qu son los materiales cermicos?.........................................................................3
Propiedades generales de los materiales cermicos...................................................3
Estructura de las cermicas..................................................................................... 4
Propiedades mecnicas y trmicas de las cermicas..................................................4
Clasificacin de los materiales cermicos..................................................................5
Biocermicas......................................................................................................... 5
Nanocermicas...................................................................................................... 6
Procesamiento de los materiales cermicos...............................................................6
Tcnicas de Conformacin...................................................................................... 7
Tcnicas trmicas:................................................................................................. 8
Las etapas bsicas en la fabricacin de productos cermicos son:................................8
Aplicacin de los materiales cermicos:.....................................................................9
Conclusin.......................................................................................................... 10
Bibliografa.......................................................................................................... 10
Objetivo
Aprender acerca de los materiales cermicos su composicin, clasificacin y su uso.
Introduccin
En 1822 por primera vez se hicieron refractarios de slice. Aunque ellos contenan arcilla,
el proceso cermico tradicional de modelado, secado, y horneado fue usado para
hacerlos. As el trmino "cermica", mientras mantena su sentido original de
un producto hecho de la arcilla, empez a incluir otros productos hechos por el mismo
proceso industrial. El campo de los cermicas puede ser definido como "el arte
y ciencia de hacer y usar el artculos slido que contienen como su componente esencial
un cermica" Esta definicin abarca la purificacin de las materias primas, el estudio y
produccin de los compuestos qumicos involucrados en su composicin y el estudio de la
estructura, composicin y propiedades.
Un concepto un tanto simple fue dado por Kingery, quien seala que "una cermica es un
slido inorgnico no-metlico". En otras palabras lo que no es un metal, un semiconductor
o un polmero, es una cermica [1].
En general, se consideran nicamente como materiales cermicos aquellos que han sido
producidos por el hombre de forma artificial. Etimolgicamente, cermica es un trmino
que viene del griego keramos, cuyo significado puede traducirse como hacer alfarera.
El trmino cermica se utilizaba en el pasado para referirse al arte de producir artculos
mediante la tcnica de la alfarera. Las cermicas tradicionales son materiales dedicados
en general a la construccin (arcillas, cemento) y a usos aplicados en el hogar y
la industria (loza, porcelana...). En la actualidad se incluye dentro de los materiales
cermicos a los xidos, carburos, nitruros, boruros, y compuestos de ellos. Mientras que
las cermicas tradicionales tienen ms de 3 000 aos de antigedad, la existencia de los
compuestos cermicos es mucho ms reciente, sin que en muchos casos supere los 30
aos. Las compuestos cermicos se han desarrollado, modificando mediante
nuevas tcnicas de produccin, alguno de los diferentes niveles de la estructura del
material, desde el nivel atmico y la microestructura hasta la forma definitiva del
componente[1].
Figura 1 [2]
Cermicas inertes
Cermicas degradables y reabsorbibles
Cermicas de superficie reactiva
Biocermicas
Biocermicas es un nombre dado a las cermicas que son usadas en aplicaciones
mdicas. Hoy en da existe una amplia gama de cermicas usadas en la biomdica como
pueden ser implantes de huesos. Estas cermicas son usadas en estructuras funcionales
como articulaciones o tejidos para remplazarlos o como recubrimientos para aumentar la
biocompatibilidad de implantes metlicos.
Algunas caractersticas importantes de las biocermicas incluyen su integridad mecnica
y si compatibilidad fsica y qumica en presencia de entornos biolgicos, las biocermicas
implantables deben tener las siguientes propiedades:
No ser toxicas
No ser carcingeno
No provocar reacciones alrgicas
No provocar respuesta inflamatoria
Inducir regeneracin del tejido si este lo necesita
Inducir la integracin del tejido si este lo necesita
Nanocermicas
El rpido avance de la ciencia y la ingeniera de los materiales ha dado como resultado el
desarrollo de nanocermicas (Ilustracin 1) para aplicaciones en imagenologa,
diagnsticos, implantes, terapias contra el cncer, administracin de frmacos y terapia
gentica.
Ilustracin 1: Proceso de formacin de nanocermicas
Tcnicas de Conformacin.
La produccin de cermicos fabricados por aglomeracin de partculas puede
conformarse mediante varios mtodos en condiciones secas, plsticas o liquidas. Los
procesos de conformado en fro son predominantes en la industria cermica, aunque se
usan tambin es un cierto grado los procesos de conformado en caliente. Compactacin,
moldeo en barbotina y extrusin son los mtodos de modelado de cermicos que se
utilizan ms comnmente [1].
Compactacin: la materia prima cermica puede ser compactada en estado
seco, plstico o hmedo, dentro de una matriz para formar productos con una forma
determinada [1].
Compactacin en seco: este mtodo se usa frecuentemente para productos refractarios
(material de alta resistencia trmica) y componentes cermicos electrnicos. La
compactacin en seco se pude definir como un prensado uniaxial simultneamente a la
conformacin de polvo granulado junto con pequeas cantidades de agua y/o aglutinantes
orgnicos en una matriz [3].
Compactacin isosttica: en este proceso el polvo cermico se carga en un recipiente
flexible (generalmente de caucho) hermtico (llamado cartucho) que est dentro de una
cmara de fluido hidrulico a la que se aplica presin. La fuerza de presin aplicada
compacta el polvo uniformemente en todas direcciones tomando el producto la forma del
contenedor flexible. Despus de la compactacin isosttica en fro el material debe
sinterizarse (sinterizacin) para obtener las propiedades y microestructuras requeridas.
Productos cermicos manufacturados por esta va son los refractarios, ladrillos, aislantes
de bujas, cpulas, crisoles, herramientas de carburo y cojinetes [2].
Compactacin en caliente: en este proceso se consiguen piezas de alta densidad y
propiedades mecnicas optimizadas combinando la presin y los tratamientos de
sinterizacin. Se utiliza tanto la presin unidireccional como los mtodos isostticos [2].
Moldeo en barbotina: las formas cermicas se pueden moldear usando un proceso
nico. Las principales etapas de este proceso son: 1) preparacin de un material
cermico en polvo y de un lquido (generalmente arcilla y agua) en una suspensin
estable llamada barbotina: 2) vertido de la barbotina en un molde poroso, generalmente
fabricado de yeso, que permita la absorcin parcial de la porcin liquida de la barbotina en
el molde, a medida que se elimina el lquido de la barbotina se forma una capa de material
semiduro contra la superficie del molde: 3) cuando se ha formado un espesor de pared
suficiente, se interrumpe el proceso y el exceso de barbotina se desaloja de la cavidad
drenando o escurriendo el molde; 4) el material debe dejarse secar en el molde hasta que
alcance la resistencia necesaria para ser manipulado y retirado del mismo y 5) finalmente
hay que sinterizar la pieza para que consiga las propiedades y la microestructura
deseadas [3].
Extrusin: las secciones sencillas y las formas huecas de los materiales cermicos se
pueden producir por extrusin de estos materiales en estado plstico a travs de una
matriz de extrusin. Este mtodo es de aplicacin comn en la produccin de ladrillos
refractarios, tuberas de alcantarillados, tejas, cermicas tcnicas, aislantes elctricos, etc.
Las cermicas especiales de aplicacin tcnica casi siempre se fabrican utilizando un
pistn de extrusin de alta presin de manera que puedan conseguirse tolerancias
precisas [3].
Tcnicas trmicas:
El tratamiento trmico es un paso esencial en la fabricacin de la mayora de los
productos cermicos, dentro de ellos se encuentra el secado, la sinterizacin y la
vitrificacin [2].
Secado y eliminacin de aglutinante: el propsito del secado de las cermicas es
eliminar agua del cuerpo cermico plstico antes de ser sometidas a alta temperaturas.
Generalmente la eliminacin de agua se lleva a cabo a menos de 100 oC y puede tardar
alrededor de 24 h para un trozo de cermica grande. La mayora de aglutinantes
orgnicos pueden extraerse de las piezas por calentamiento en el rango de 200 a 300 oC,
aunque algunos residuos hidrocarbonatos pueden requerir calentamiento a temperaturas
ms elevadas [1].
Sinterizacin: el proceso por el que se consigue que pequeas partculas de un material
se mantenga unidas por difusin en estado slido se llama sinterizacin. En la fabricacin
de cermicas este tratamiento trmico se basa en la transformacin de un producto
compacto poroso en otro denso y coherente, la sinterizacin se utiliza de modo
generalizado para producir formas cermicas a partir del Al2O3, SiC, ferritas, titanatos,
etc.
El sinterizado comprende distintos mecanismos de transporte de masa. En la figura 1.5 se
puede observar que los lmites de grano y la difusin volumtrica hacia el cuello
contribuyen a la densificacin (aumento de densidad). La difusin superficial y la
condensacin por evaporacin pueden originar crecimiento del grano, pero no causan
densificacin [1].
Vitrificacin: algunos de los productos cermicos tales como las porcelanas, productos
arcillosos estructurales y algunos componentes electrnicos contienen una fase vtrea.
Esta fase vtrea sirve como medio de reaccin para que la difusin pueda tener lugar a
menor temperatura que en el resto del material slido cermico. Durante el tratamiento a
elevadas temperaturas de este tipo de material tiene lugar u proceso llamado vitrificacin,
por medio del cual la fase vtrea se licua y rellena los poros del material. Esta fase vtrea
liquida puede reaccionar tambin con algunos de los slidos restantes del material
refractario. Durante el enfriamiento, la fase liquida solidifica para formar una matriz vtrea
que une las partculas que no han fundido [1].
Conclusin:
Bibliografa:
[1|http://www.mgrafias.com/trabajos81/introduccion-materiales-ceramicos/introduccionmateriales-ceramicos2.shtml
[2] http://peldintecn.blogspot.mx/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html
[3]https://todoingenieriainstrial.wordpress.com/propiedad-de-los-materiales/1-5-materialesceramicos/