A medida que el mundo avanza hacia el desarrollo, la innovación está presente en todas partes. Con la introducción de métodos de procesamiento avanzados, un tipo especial de cerámica se impone en las industrias. En este artículo único, analizaremos el tipo de cerámica más exigente y singular: la cerámica técnica.
¿Qué son las cerámicas técnicas?
La cerámica técnica es un tipo avanzado de cerámica que se conoce con diversos nombres. Se conoce como cerámica avanzada o cerámica de ingenieríaEn el mercado. Algunos fabricantes también las denominan «cerámica de alto rendimiento» y «cerámica de precisión». Independientemente del término, todos se refieren a lo mismo.
Las cerámicas técnicas se definen como materiales cerámicos inorgánicos. Son tipos avanzados de cerámica compuestos por elementos únicos, como el oxígeno (O₂) y el aluminio (AI). Poseen las más altas propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas. Estas propiedades pueden controlarse mediante la adición de otros elementos menores. La combinación de sus propiedades térmicas y físicas las convierte en la mejor opción para productos donde otras alternativas no son eficaces.
Se fabrican con materiales sintéticos o de fórmula natural. La cerámica técnica se denomina cerámica avanzada porque los ingredientes necesarios en su proceso de fabricación están altamente purificados. Estos ingredientes se refinan cuidadosamente para controlar la forma y el tamaño de las partículas. Se utilizan en diversas industrias para la fabricación de diversos productos de uso cotidiano.
Categorización de materiales de cerámica técnica:
Las cerámicas avanzadas, técnicas o de alto rendimiento se pueden clasificar en los siguientes tipos:
- Material compuesto: incluye material reforzado con fibra, combinación de no óxidos, óxidos y otros materiales, así como material reforzado con partículas.
- Óxidos: Incluye elementos como Zr, Be, Al2O3, etc.
- No óxidos: Los nitruros, carburos, etc. entran en la categoría de no óxidos.
¿Por qué la cerámica avanzada es tan popular?
Sin duda, a medida que el mundo avanza hacia el desarrollo, la demanda y el alcance de la cerámica técnica o de ingeniería también aumentan. Definidas como materiales policristalinos, están adquiriendo gran popularidad a nivel mundial.
La primera razón por la que tienen tanta demanda es porque abren nuevas oportunidades para diversas aplicaciones. Por ejemplo, ingeniería de plantas y mecánica, fabricación de automóviles, fundiciones, electrónica, fabricación textil y tecnología médica.
Además, las necesidades de los consumidores en diversas industrias cambian rápidamente cada año. Por lo tanto, numerosos ingenieros y constructores prefieren materiales avanzados y de alta calidad como la cerámica técnica para satisfacer todas sus necesidades. Además de su uso en los campos mencionados, la cerámica técnica también se extenderá a las industrias de la nanotecnología y la óptica.
Por último, la demanda de cerámica técnica o de precisión está en aumento en numerosas industrias debido a su alta capacidad de personalización. La cerámica de precisión de alta calidad, fabricada por empresas profesionales, está sustituyendo a los materiales convencionales en diversas aplicaciones.
Anteriormente, las empresas utilizaban métodos ordinarios. materiales refractarios y polímeros, pero ahora están cambiando ampliamente hacia la cerámica técnica.
¿Cuáles son las propiedades importantes de los materiales cerámicos técnicos?
A continuación se enumeran algunas propiedades importantes de la cerámica técnica:
●Resistencia a la compresión
Al comprimirse, la cerámica técnica presenta una resistencia excepcionalmente alta. Puede soportar cargas elevadas de al menos 4000 MPa (MPa significa megapascales). Sin embargo, al comparar esto con otros materiales como el circonio o el titanio, se puede imaginar la resistencia de la cerámica técnica.
●Resistencia al desgaste
Los tipos avanzados de cerámica de precisión o técnica también pueden soportar altas temperaturas. Además de soportar altas temperaturas, también pueden mantener eficazmente sus propiedades mecánicas y eléctricas. Por ello, la cerámica técnica se utiliza en numerosas aplicaciones con alta disipación de calor, como herramientas de corte, hornos y motores a reacción.
●Dureza
Sin duda, la cerámica técnica ha conquistado a los usuarios más exigentes gracias a su gran rigidez y excelente dureza. Los fabricantes están priorizando la cerámica técnica porque este material único es cuatro veces más duro que el acero inoxidable.
●Densidad
La cerámica técnica tiene densidades que oscilan entre 2 g/cc. Debido a su baja densidad, se prefiere a otros materiales para diversas aplicaciones. Como es sabido, una baja densidad contribuye a un peso reducido. Cuanto menor sea la densidad, menor será el peso de la sustancia.
●Capacidad de temperatura
Según datos, diversos tipos de cerámica avanzada pueden soportar temperaturas superiores a 1750 °C (3182 °F). Debido a su alta resistencia a las altas temperaturas, se clasifican como materiales ultrarresistentes. Gracias a su capacidad para soportar altas temperaturas, se pueden utilizar en diversos motores, turbinas y cojinetes.
●Resistente a la corrosión
Sin duda, la cerámica técnica es un material químicamente estable. Pero ¿por qué? La respuesta reside en su enlace químico. En la mayoría de los materiales cerámicos técnicos (especialmente los óxidos), predominan los enlaces iónicos, lo que confiere al material una gran resistencia a la corrosión.
●Conductividad térmica o aislamiento
La cerámica técnica puede tener diferentes propiedades de conductividad térmica o aislamiento. Estas propiedades dependen de la composición química del material. Por ejemplo, algunos tipos de cerámica técnica tienen propiedades de conductividad térmica superiores. Estos productos son ideales para disipadores o intercambiadores de calor.
Por otro lado, algunos productos cerámicos técnicos poseen propiedades aislantes. En resumen, la cerámica técnica es altamente flexible y personalizable.
Otras propiedades importantes incluyen biocompatibilidad, resistencia a la flexión, metalización, piezoelectricidad y dinámica, resistencia al choque térmico y a las fluctuaciones, etc.
Diferencia entre cerámica técnica y cerámica tradicional
Ahora que hemos explorado sus propiedades únicas, veamos en qué se diferencian estos materiales avanzados de la cerámica tradicional. Los usos y procesos de fabricación de estos dos tipos de cerámica son muy diferentes, y cada uno tiene sus propias ventajas. A continuación, analizaremos las diferencias con más detalle.
1. Composición:
La principal diferencia entre la cerámica técnica y la cerámica tradicional reside en su composición. Los materiales de fórmula de la cerámica técnica se componen principalmente de diversos carburos, óxidos y nitruros, como óxido de aluminio, nitruro de silicio y carburo de silicio, entre otros. Además, también contiene numerosos materiales sintéticos.
La fabricación y elaboración de la cerámica tradicional utiliza diferentes tipos de materias primas (como: sílice, arcilla y feldespato).
2. Rendimiento:
Otra gran diferencia entre la cerámica técnica y la tradicional es su rendimiento. La cerámica tradicional se utiliza en aplicaciones limitadas. Por ejemplo, en aislamientos eléctricos de gama media. Pero ¿por qué se utiliza en procesos de gama media y no en tareas de alta gama?
Esto se debe a que la cerámica tradicional suele tener una dureza entre baja y media. Además de su baja dureza, también presenta baja resistencia y un equilibrio térmico bajo. Por el contrario, debido a sus propiedades únicas, la cerámica técnica está diseñada para aplicaciones exigentes.
3. Procesamiento:
Finalmente, la cerámica avanzada difiere significativamente de la convencional en cuanto a su procesamiento. La cerámica tradicional suele moldearse mediante métodos básicos como la fundición y luego se cuece a altas temperaturas para obtener su forma final. En cambio, la cerámica de alto rendimiento requiere técnicas especializadas. Estos métodos varían según la industria, y los enfoques comunes incluyen el mecanizado de precisión y la compactación de polvo.
En resumen:
La cerámica técnica se considera un objeto inorgánico no metálico. Sin duda, su aplicación en diversas industrias crece día a día. Gracias a sus propiedades únicas, tiene una gran demanda a nivel mundial. Fabricantes y usuarios de alta gama la utilizan para reemplazar materiales comunes gracias a sus propiedades únicas.