Cerámicos

Por lo general se considera que los metales son la clase más importante de materiales de ingeniería. Sin embargo, es de interés observar que en realidad los materiales cerámicos son más abundantes y se utilizan más. En esta categoría se encuentran incluidos los productos de arcilla (ladrillos, vajillas), vidrio, cemento y materiales cerámicos más modernos tales como el carburo de tungsteno y el nitruro cúbico de boro.

Para fines de organización, los materiales cerámicos se clasifican en tres tipos básicos:

• Cerámicos Tradicionales
• Nuevos Cerámicos
• Vidrios

Tomado de:

FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA – MIKELL P. GROOVER

El Nitruro de titanio (IV) es un compuesto

Químico.Además, se usa como pigmento blanco. Codificado como CI 77891 cuando se utiliza en cosmética, y como E 171 cuando se utiliza en la industria alimentaria.

Referencias 

Además, se utiliza en productos consumibles como caramelos confitados, harinas, quesos, chicles, entre otros ya que es un colorante. También lo podemos encontrar en bloqueadores solares y productos para el cuidado de la piel.

El carburo de boro es excepcionalmente duro – únicamente el diamante y nitruro de boro cúbico tienen una dureza superior. Este material tiene una alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la compresión y baja densidad. Algunas de las aplicaciones típicas del carburo de boro incluyen protección balística, boquillas y aplicaciones nucleares donde es necesaria la absorción de neutrones. En forma de polvo, el carburo de boro es ideal para usos tales como pastas deesmerilado.

Características:

• Eléctricamente aislante
• Alta conductividad térmica
• Alta resistencia y rigidez
• Disponible en un rango de distintas purezas
• Excelente resistencia a ácidos y álcalis fuertes a elevadas temperaturas

 

El óxido de Zinc es un compuesto químico de color blanco, se lo conoce como Zinc blanco. Es insoluble en agua pero muy soluble en ácidos.

Se usa como pigmento e inhibidor del crecimiento de hongos en pinturas, como compuesto de relleno en llantas de goma, hule, caucho y como pomada antiséptica en medicina. Alta capacidad calorífica. Acelerador y activador para la vulcanización del caucho. Pigmento protector de la radiación ultravioleta.

 

El nitruro de boro presenta una estructura hexagonal y se le conoce a menudo como grafito blanco, debido a su lubricidad, propiedades anisotrópicas, resistencia al calor y alta conductividad térmica. Sin embargo, en una atmósfera oxidante, la temperatura máxima de uso es 850-900 ºC.

Características:

• Excelentes propiedades lubricantes
• El nitruro de boro prensado en caliente (HPBN) puede ser mecanizado mediante técnicas tradicionales de torneado en metal.
• Buena inercia química
• Alta resistividad de volumen
• Si se usa en un ambiente inerte, la superficie de HPBN no se humedecerá por los metales fundidos, vidrios y sales; de ahí que tenga una alta resistencia al ataque químico.
• Alta resistencia a la ruptura dieléctrica

Es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada «red de diamante».

En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido.

El diamante tiene características ópticas destacables. Debido a su estructura cristalina extremadamente rígida, puede ser contaminada por pocos tipos de impurezas, como el boro y el nitrógeno.

 

El cuarzo es un mineral compuesto de sílice (SiO) feldespato es el mineral más común de la corteza terrestre estando presente en una gran cantidad de rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Se destaca por su dureza y resistencia a la meteorización en la superficie terrestre. Los usos que se le dan a este mineral varían desde instrumentos ópticos, a gemas, placas de oscilación y papel lija.

 

 

 

Esta cerámica tan estudiada sólo es útil en su estado estabilizado, ya que el material no estabilizado tiene tendencia a agrietarse
debido a los cambios de fase inducidos por cambios de temperatura.
Sin embargo, el dióxido de zirconio parcialmente estabilizado ya sea con óxido de magnesio u óxido de itrio tiene excelentes propiedades mecánicas a temperaturas altas y es relativamente inerte a los ambientes hostiles. Una característica inusual del dióxido de zirconio es que a altas temperaturas se convierte en conductor de la electricidad; de ahí su uso como elemento térmico.
Algunas de las características del dióxido de circonio son:
• Alta resistencia
• Buena resistencia al choque
• Buena resistencia al choque térmico
• Magnífica resistencia a los metales fundidos
• Buena resistencia al desgaste

Se produjo comercialmente hacia 1892, como polvo de
rectificación y corte, con una dureza de 9-10 en la escala de Mohs (casi tan duro como el diamante).
Esta fibra tiene una resistencia mecánica y un módulo elevados a temperaturas elevadas. Es resistente a la oxidación, tiene una humectabilidad elevada por lo cual se utiliza en composites con metales, plásticos y cerámicas.
Características:
• Gran dureza
• Alta conductividad térmica
• Alta resistencia
• Baja expansión térmica
• Excelente resistencia al choque térmico

Este es un material duro, que tiene buena resistencia al
desgaste y la abrasión. Mantiene la fuerza y resistencia
a la oxidación a temperaturas elevadas.
Algunas aplicaciones para el polvo incluyen el
aislamiento refractario, la masilla para las pastillas de
freno de aeronaves, piezas de desgaste, máquinas-
herramientas, cojinetes y rotores.
Características:
• Buena resistencia al desgaste y la abrasión
• Mantiene una buena resistencia a temperaturas
elevadas
• Buena resistencia al choque térmico
• Buen aislante eléctrico

El carburo de wolframio o carburo de tungsteno es un compuesto cerámico formado
por wolframio y carbono. Se utiliza fundamentalmente, debido a su elevada
dureza, en la fabricación de maquinarias y utensilios para trabajar el acero. De esta característica también recibe el nombre de widia, como abreviatura del alemán Wie Diamant («como el diamante»).

Aplicaciones
También se construyen algunas piezas que requieren elevada resistencia térmica o mecánica, como cojinetes de ejes, etc. Es muy usado en la forma de insertos, en las herramientas (trépanos) de perforación de pozos petroleros. Frente a los metales duros tiene la ventaja de mantener su dureza incluso a elevadas temperaturas. Capas finísimas de estos materiales se utilizan para recubrir filos de corte aumentando su resistencia al  desgaste(15-30%) También se usa muy frecuentemente en matricería.

La temperatura máxima de uso de la magnesia es de 2200 ºC, significantemente más elevada que la de muchas otras cerámicas técnicas. También posee una buena resistencia química y particularmente encuentra aplicaciones en la industria del metal fundido, ya que es superior a la alúmina en estas condiciones.
Posee una elevada resistencia eléctrica y conductividad térmica, lo que a menudo hace que sea utilizada en calefacciones y termopares.
La magnesia es un material rentable y puede utilizarse fácilmente para fabricar tubos, crisoles y otros componentes por encargo.

Algunas de las características de la magnesia son:
• Temperatura máxima de uso alta
• Conductividad térmica relativamente alta para una  cerámica
• Excelente resistencia química
• Buena resistencia eléctrica

El nitruro de aluminio es una cerámica técnica con interesantes propiedades con un uso extensivo en la industria electrónica. La conductividad térmica del nitruro de aluminio sinterizado suele ser de 170-180 W/mK,  significantemente más alta que en muchas otras cerámicas técnicas.
También es un buen aislante eléctrico y puede metalizarse
fácilmente si es necesario. Por esta razón, este material
suele utilizarse como disipador de calor o en otras
aplicaciones en las que es deseable eliminar el calor
rápidamente.
Características:
• Conductividad térmica muy alta
• Buen aislamiento eléctrico
• Resistente a la corrosión
• Puede utilizarse para fabricar formas grandes

La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que
contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.
Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina.
Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C.
Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

El caolín es utilizado en la preparación de pinturas de caucho o emulsionadas, ya que por su blancura es de alto grado de rendimiento. Al mismo tiempo se utiliza como espesante.
La caolinita es una arcilla blanca muy pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de aprestos para almidonar. El caolín es un suelo natural en el que abunda la caolinita, que le aporta a menudo un color blanco. También es utilizada en ciertos medicamentos y como agente adsorbente. Cuando la materia no es muy pura, se utiliza en fabricación de papel. Conserva su color blanco durante la cocción.

El tablón de gres es utilizado para pisos exteriores e interiores
sometidos a tráfico peatonal o vehicular. puede ser colocado en
instalaciones de tipo residencial, institucional, comercial e industrial.
El tablón de Gres no es un elemento estructural su comportamiento depende del elemento estructural que lo soporta.
En caso de ser utilizado en ambientes químicamente agresivos se requerirá de juntas epódicas.

 

La porcelana es un producto cerámico tradicionalmente blanco,
compacto, duro y translúcido. La porcelana se obtiene a partir de una pasta muy elaborada  compuesta por caolín, feldespato y cuarzo. El proceso de cocción se realiza en dos etapas. La primera corresponde a la obtención del  bizcocho (850-900 °C) y la segunda corresponde al vidriado (a  temperaturas que varían según el producto entre 1175 y 1450 °C). En la cocción de la porcelana realizada en hornos de leña, para mantener su blancura, se protegían las piezas contra los depósitos de ceniza y las llamas directas, por un sistema de gacetas
refractarias. La porcelana se suele decorar en una tercera cocción (tercer fuego) con pigmentos que se obtienen a partir de óxidos metálicos calcinados.

El azulejo, es una pieza de cerámica de poco espesor, generalmente cuadrada, en la cual una de las caras es vidriada, resultado de la cocción de una sustancia a base de esmalte que se torna impermeable y brillante. Esta cara puede ser monocromática o policromática, lisa o en relieve.  El azulejo es generalmente usado en gran cantidad como elemento asociado a la arquitectura en revestimiento de superficies interiores o exteriores o como elemento decorativo aislado. Actualmente, se busca más al azulejo por su característica impermeabilizante que por su valor decorativo, siendo muy usado en cocinas, baños y demás áreas hidráulicas.

El vidrio es un material inorgánico duro, fragil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.

 

 

El material original es el barro cocido.
Pueden distinguirse dos tipos genéricos: la loza monocroma (por lo general blanca), y la loza decorada. Partiendo de su origen alfarero y a lo largo de la historia de los procedimientos cerámicos, la loza ha ido dando nombre a diferentes técnicas artísticas y procedimientos decorativos: loza verde y morado, loza dorada, loza de cuerda seca, loza pintada con paleta de gran fuego, loza pintada con paleta de pequeño fuego y loza fina.

 

Una termoarcilla es un bloque cerámico de baja densidad y mayor grosor que el ladrillo convencional, que se utiliza como alternativa a otros materiales de construcción más comunes, como los ladrillos o los bloques de hormigón.
Características físicas:
•Perforaciones. Los bloques Termoarcilla tienen una gran cantidad de
perforaciones en el sentido de transmisión del calor, que permiten conseguir unas magníficas condiciones de aislamiento térmico. Además en el interior de los bloques existen dos perforaciones mucho mayores que el resto, cuya función es facilitar el manejo de los bloques.
•Macroporos. Aparecen al volatilizarse los materiales granulares añadidos a la masa arcillosa en el proceso de fabricación de los bloques, al pasar por el horno a altas temperaturas.
•Dimensiones. El bloque Termoarcilla tiene grandes dimensiones, por lo que los muros se construyen con menor número de piezas, y por tanto con menos juntas horizontales de mortero. Las piezas base tienen unas medidas modulares de: 30 cm de longitud / 19 cm de altura / 14, 19, 24 ó 29 cm de espesor.

 

El adobe es una pieza para construcción hecha de una masa de barro (arcilla y arena) mezclada con paja, moldeada en forma de ladrillo y secada al sol; con ellos se construyen paredes y muros de variadas edificaciones. La técnica de elaborarlos y su uso están extendidos por todo el mundo, encontrándose en muchas culturas que nunca tuvieron relación.

 

Características Mezcla de adobe
• Para evitar que se agriete al secar se añaden a la masa paja, crin de caballo, heno seco, que sirven como armadura.
• Las dimensiones adecuadas deben ser tales que el albañil pueda manejarlo con una sola mano, normalmente son de proporciones de 1:2 entre el ancho y el largo, variando en su espesor entre 6 y 10 cm, medidas que permiten un adecuado secado.
• Las proporciones más comunes de encontrar son de 6 x 15 x 30 cm, 10 x 30 x 60 cm, 7 x 20 x 40 cm, esto depende de la región del mundo y sus condiciones.
• Tiene una gran inercia térmica, debido a los espesores necesarios para construir, por lo que sirve de regulador de la temperatura interna; en verano conserva el frescor, y durante el invierno el calor.

 

En geología mármol es una roca metamórfica compacta
formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas
temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de
cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato
cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes,
considerados «impurezas», son los que dan gran variedad de
colores en los mármoles y definen sus características físicas.
El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración
y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, como blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, amarillo, azul, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (asalpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas  configuraciones o mezclas entre ellas.

También conocido como bloque belga, es una piedra o bloque labrado de zorma rectangular que se utiliza en la construcción de pavimentos. El material más utilizado para su construcción ha sido el granito, por su gran resistencia y facilidad para el tratamiento. Sus dimensiones suelen ser de 20 cm. de largo por 15 cm. de ancho, lo cual facilita la manipulación con una sola mano.
Usos
Hoy se utilizan los adoquinados con motivos estéticos y todavía muchos de los antiguos se encuentran en servicio y en buen estado, incluso en Bélgica y Francia se suelen utilizar para competiciones ciclistas, prueba de la gran robustez de este sistema. Asimismo, se han desarrollado adoquines de hormigón, los cuales se utilizan de manera similar a los antiguos adoquines de piedra y dan origen a lo que se denomina pavimentos articulados. A veces, a los adoquinados modernos se les añaden colorantes buscando un mejor resultado estético.

La grava o agregado grueso es uno de los principales  componentes del hormigón o concreto, por este motivo  su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de hormigón.

 

 

 

 

La roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4· 2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente. También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. Se comercializa molido, en forma de polvo.

Usos
• Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener estucados y en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al fresco.
• Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la electricidad.
• Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para usos quirúrgicos en forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración ósea en una fractura.
• En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.
• En la elaboración de tizas para escritura.

La escayola es un producto industrial que se  obtiene del aljez, o yeso natural. Es un yeso de alta calidad y grano muy fino, con pureza mayor del 90% en mineral aljez. Es un material muy utilizado en construcción en  España, de color blanco, grano muy fino, contiene muy pocas impurezas, menos que el  yeso blanco, y se emplea en «falsos techos» y  para acabados en los paramentos de las edificaciones.

Formas de utilización

• En pasta: la escayola se presenta en estado pulverulento, envasada en sacos de unos 20 kg. Amasada con agua se usa en enlucidos donde se requiere un acabado muy fino (acabados sobre guarnecidos de yesos bastos), sujeciones (generalmente junto con esparto, etc.) Mezclada con aditivos se utiliza para estucados.
• Conformado: la escayola se moldea en fábrica o taller con formas diversas, para la confección de elementos decorativos: columnas, bustos, molduras, e incluso muebles.
• En planchas: la escayola se mezcla con micro-fibra de vidrio para formar placas con aceptable resistencia. Se utilizan para la elaboración de falsos techos o paneles para divisiones de espacios interiores.
• Mezclada con perlita se aligera y le da propiedades especiales para su uso como aislante, protección contra el fuego, etc.
• También al mezclar al 3 o 7% con pegamento de escayola, se consigue un retardo en el fraguado del material para su aplicación en enlucidos finales.

El fibrocemento es un material utilizado en la construcción, constituido por una mezcla de un cemento o un aglomerante de silicato de calcio que se forma por la reacción química de un material silíceo y un material calcáreo, reforzado con fibras orgánicas, minerales y/o fibras inorgánicas sintéticas.

Características
Las placas de fibrocemento son impermeables y fáciles de cortar y de perforar. Se utilizan principalmente en construcciones como material de acabado. También se emplea como soporte para el recubrimiento de paramentos exteriores y en forma de tuberías, bajantes, etc. Es un material relativamente económico y muy ligero por lo que se utilizaba ampliamente en la construcción de almacenes y naves ganaderas. Las placas constituidas por este material se  presentan lisas u onduladas en distintas longitudes, además se fabrican piezas especiales de las más variadas formas. La demolición de elementos en fibrocemento que contengan asbestos (amianto) es muy peligrosa y debe estar estrictamente controlada, ya que las microfibras de asbesto inhaladas elevan enormemente el riesgo de un tipo muy concreto de cáncer de pleura llamado mesotelioma.

El concreto se caracteriza por su alta Resistencia y es utilizado para obras de gran proyección

Usos
Por sus características mecánicas mejoradas es ideal para construir:

• Muros de rigidez, columnas y trabes en edificios de oficinas, departamentos, centros comerciales, hoteles y rascacielos
• Estructuras costeras, sanitarias y militares, etc.
• Bóvedas de seguridad

 

El Mortero estable tiene una capacidad de mantenerse trabajable desde 8 hasta 32 horas, lo hace más  rentable que el mortero preparado en  obra, ya que mantiene por más tiempo su plasticidad.

Usos

• Pegado de tabiques, ladrillos, blocks y cualquier pieza de mampostería
• Aplanados finos y rústicos
• Repellado
• Emboquillado

El concreto reforzado con vidrio, GRC (Glass Reinforced Concrete), o también GFRC (Glass Fiber Reinforced Concrete) es un material de construcción compuesto por hormigón reforzado con fibra de vidrio.

Usos
El GRC se emplea típicamente en formato de panel autoportante de fachada. Puede constituir el cerramiento de fachada por sí mismo, como en el caso de algunos paneles sandwich, o como hoja exterior del cerramiento en el caso de stud frame o láminas rebordeadas. También se puede usar GRC para otro tipo de estructuras autoportantes como muretes de jardín o plafones. El panel puede pintarse, y es un material que admite muy bien las texturas, ya que su granulometría fina se adapta con facilidad a los relieves que se deseen colocar en el molde.

Consiste en una placa de yeso laminado entre dos capas de cartón, por lo que sus componentes son generalmente yeso y celulosa aprovechándose de la buena resistencia a la compresión del yeso con la buena resistencia a la flexión que le da el sandwich de cartón
Características
Las placas de cartón yeso se fabrican en una anchura estandarizada 1,20 metros y diferentes longitudes de 2, 2.5,2.6, 2.7, 2.8 y 3 metros. Se comercializan en diferentes espesores (10, 12.5, 15 y 18 mm), aunque para grandes espesores es habitual superponer varias placas de pequeño espesor, colocadas a matajuntas.
Resistencia al fuego
El cartón yeso no es inflamable, es decir no se incendia aún expuesto al fuego directo. Está hecho de sulfato de calcio hidratado (CaSO4 + H2O) y otros compuestos. Al exponerse al fuego, el sulfato de calcio pierde las moléculas de agua por evaporación, retardando la propagación del fuego por varios minutos.
Aislamiento acústico
Las placas de yeso tiene una masa muy reducida, por lo que por sí solas no proporcionan un gran aislamiento acústico.
Aislamiento térmico
Las placas de yeso por si solas no son buenas aisladoras de temperatura. Debido a su espesor delgado, el calor o frío fácilmente penetra de un lado al otro la placa de yeso