Introducción
Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos compuestos de elementos metálicos y no metálicos. Desde tiempos inmemoriales, estos materiales han sido útiles para diversos fines, desde la fabricación de utensilios de cocina, vidrio, inodoros y otros productos modernos y avanzados que se utilizan hoy en día.
En este artículo, examinaremos los materiales cerámicos avanzados y sus tipos, características y aplicaciones en el mundo actual.
Características de los materiales cerámicos
La cerámica es un material duro, cristalino y vítreo que no reacciona a los productos químicos. Suele endurecerse al exponerse al calor (alta temperatura). También puede transformarse en vidrio, lo que la hace insoluble en agua, aunque algunas tienden a absorber agua. Los materiales cerámicos están compuestos de arcilla, ladrillos, óxidos y otros compuestos importantes que los hacen duros y resistentes al calor.
El tipo de sustancia utilizada y la proporción de su mezcla dependen del tipo de producto cerámico que se esté fabricando y de las propiedades que el fabricante desea que tenga. Mientras que algunos materiales cerámicos son puramente arcilla, otros son una mezcla de óxidos como carburo, sílice, feldespato, etc. En la producción de cerámica, estos materiales se mezclan adecuadamente en las proporciones correctas, y luego se moldea el material cerámico deseado antes de introducirlo en un horno a temperaturas moderadas para su calentamiento y posterior terminación. Algunas características de los materiales cerámicos que los hacen de gran valor, especialmente en el proceso de producción, son
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Dureza y naturaleza frágil
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Fuerte resistencia al desgaste.
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Químicamente inerte y estable.
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Notable resistencia a la oxidación
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Buenas capacidades de aislamiento eléctrico y térmico.
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Buenos materiales refractarios
Tipos de materiales cerámicos
Hay dos tipos principales de materiales cerámicos: materiales cerámicos tradicionales y materiales cerámicos avanzados.
Los materiales cerámicos tradicionales son simplemente utensilios de alfarería como tazas, jarrones, cuencos o cualquier objeto hecho de arcilla. Los materiales cerámicos avanzados, por otro lado, se ocupan de la cerámica moderna hecha de óxidos o materiales duros como el feldespato, el carburo de tungsteno, etc.
Profundicemos un poco más en los materiales cerámicos avanzados:
¿Qué son los materiales cerámicos avanzados?
Las cerámicas avanzadas son materiales cerámicos modernos que, en la mayoría de los casos, se producen artificialmente mediante una mezcla de elementos terrosos naturales y materiales sintéticos como óxido de aluminio, nitruro de silicio, sílice y carburos de silicio. Todos ellos poseen buenas propiedades mecánicas y químicas. Actualmente, existen numerosos materiales disponibles, como el nitruro de boro hexagonal. carburo de silicio, carburo de tungsteno y otros, lo que confiere al cuerpo cerámico una gran dureza y resistencia al calor. Todos estos materiales se someten a un proceso para obtener los productos cerámicos finales de alta tecnología.
Sin embargo, el proceso de procesamiento y producción implica seleccionar el mejor método disponible para la producción, que es el mecanizado CNC o la impresión 3D.
Propiedades de los materiales cerámicos avanzados
Las propiedades de los materiales cerámicos avanzados que los han hecho deseables e indispensables en tantos sectores e industrias son sus superficies duras y tenaces; capacidad refractaria; excelente resistencia a altas temperaturas; resistencia a la corrosión, ataque químico, desgaste; y muy buena resistencia a la compresión y aislamiento eléctrico.
Tipos de materiales cerámicos avanzados
Existen diferentes tipos de materiales cerámicos avanzados:
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Sílice
La sílice es una de las cerámicas modernas con una alta resistencia al calor. Se utiliza principalmente en la producción de machos y carcasas de fundición de precisión.
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Cerámica de carburo
Si busca un material cerámico moderno con una resistencia y resistencia térmica impresionantes, la cerámica de carburo es uno de los materiales cerámicos más avanzados que debería considerar. Se fabrica principalmente añadiendo carbono, sus fibras y grafeno (uno de los materiales más duros del planeta).
La cerámica de carburo ofrece una de las mejores combinaciones de durabilidad, abrasividad, baja expansión térmica, resistencia química y conductividad térmica. La cerámica de carburo, en forma de carburo de silicio, también se considera el material cerámico más duro disponible. Es resistente al calor y la corrosión, y muy abrasivo. Las empresas de ingeniería espacial, química y mecánica prosperan gracias a la cerámica de carburo.
Los tres principales ejemplos de cerámica de carburo son el silicio, el titanio y el carburo de tungsteno. Todos ellos se emplean en la producción de armas y municiones, equipos recreativos y muchos otros materiales de superficie dura.
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Ladrillos refractarios
Estos ladrillos se fabrican mediante el calentamiento de elementos terrosos como arena y arcilla. Suelen ser muy duraderos y se encuentran entre los materiales cerámicos más duros, frágiles por naturaleza, y pueden soportar temperaturas muy altas.
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Porcelana china
Este es un tipo de material cerámico avanzado elaborado con ceniza de hueso como ingrediente clave. Aunque no se sabe que sea inorgánico, posee propiedades como resistencia al astillamiento y translucidez, lo que lo hace muy útil como material cerámico moderno. En Gran Bretaña, surgió a principios del siglo XVIII como una gran innovación que impulsó rápidamente la industria exportadora británica.
Aplicaciones de materiales cerámicos avanzados
Industria electrónica
La adición de materiales muy duros como el carburo y la sílice en la producción de materiales cerámicos modernos los ha vuelto más útiles para la industria electrónica. Estos materiales cerámicos avanzados poseen propiedades que los hacen superconductores, semiconductores y magnéticos.
Gracias a ello, se pueden utilizar para producir materiales duros como bujías, tubos de arco cerámicos, esferas y tubos para líneas eléctricas. También se pueden utilizar para producir paneles electrónicos, transductores ultrasónicos y diodos emisores de luz (LED) para interiores y exteriores.
Siderurgia
Los materiales refractarios, como cucharas, hornos, hornos de cocción, revestimientos de superficies de fusión y tuberías que transmiten gases calientes, son productos de materiales cerámicos avanzados. Se trata de ejemplos cerámicos con alta refractariedad, capaces de funcionar a temperaturas superiores a 1000 °C.
Industria aeroespacial
Los materiales cerámicos avanzados poseen varias propiedades esenciales que los hacen adecuados para aplicaciones en las industrias aeroespacial y automotriz. Pueden emplearse en la producción de piezas automotrices de superficie muy dura, como escapes, motores, frenos, blindajes, etc., debido a su alta resistencia térmica y alta resistencia a la corrosión. Si bien las cerámicas de carburo son los materiales cerámicos más duros, son más ligeras que los metales, lo que las hace más rápidas y, a su vez, reduce la carga útil y el consumo de combustible.
Tendencias del mercado global
En la actualidad, la cerámica avanzada El mercado se ha desarrollado rápidamente, creciendo a una tasa anual de más de 101 TP3T, con economías líderes mundiales como Estados Unidos y Japón liderando el desarrollo de esta herramienta tecnológica vital. Gracias a la cerámica avanzada, la industria electrónica vale hoy más de 1 TP4T4,3 billones. Estudios recientes han demostrado que las ventas globales han superado los 1 TP4T30 mil millones gracias a que los materiales cerámicos avanzados han demostrado su importancia para fabricar equipos muy resistentes al desgaste, el calor y la temperatura.
Aquí en cerámicas ggsPriorizamos el suministro de productos cerámicos avanzados de alta calidad con un alto estándar para una amplia gama de aplicaciones. Siempre estamos aquí para ayudarle en su próximo proyecto cerámico.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre cerámica y alfarería?
Ambos términos suelen confundirse y usarse indistintamente, pero no significan lo mismo. La alfarería se refiere a la cerámica tradicional, como ollas, tazas, tazones y jarrones; cerámica es el término original para describirlos. Por lo tanto, la alfarería es claramente uno de los muchos ejemplos o subdivisiones de la cerámica.
¿Qué diferencia un horno de gas de un horno eléctrico?
Debido a su facilidad de uso y configuración, los hornos eléctricos suelen utilizarse más en entornos domésticos y de trabajo sencillos. Esto se debe simplemente a que pueden utilizar eficientemente arcillas de baja y media temperatura; por otro lado, las altas temperaturas son la principal característica de los hornos de gas.
Además, los hornos de gas tienden a dar mejores texturas superficiales a algunos de los materiales cerámicos más duros disponibles que los hornos eléctricos, que no necesitan permisos especiales para funcionar de manera óptima.
¿Cuáles son algunos de los mejores materiales cerámicos avanzados para utilizar en la fabricación?
Algunos de los mejores materiales cerámicos avanzados que se pueden utilizar son el nitruro de boro, el carburo de tungsteno y el carburo de silicio. Esto se debe a que poseen un cuerpo cerámico muy resistente, con propiedades mecánicas como alta resistividad térmica y buena durabilidad incluso en condiciones adversas.
Conclusión
Compuesta por diferentes tipos, como la cerámica de carburo, la sílice y los ladrillos refractarios, no cabe duda de que la cerámica avanzada ha revolucionado numerosas industrias al proporcionar materiales duraderos y estéticamente atractivos. Invertir en cerámica avanzada es una apuesta segura, ya que, al utilizarla, garantiza productos que resistirán el paso del tiempo y funcionarán en condiciones adversas.