Por: Eduardo Suárez Acosta
Ingeniero en Minas Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Especialista en Recursos Mineros UPTC
Funcionario Centro Nacional Minero
E-mail: edsu@mixmail.com
Las cerámicas clásicas, tradicionales o convencionales son aquellos productos que a través de los años la humanidad ha desarrollado con base en materiales naturales, tales como arcilla y silicatos. Vajillas, utensilios de alfarería y porcelana, substancias refractarias, cementos y vidriería, hacen parte de este grupo cerámico.
En el año 1963 Shiraki argumentó que las arcillas incluyen productos no metálicos e inorgánicos sometidos a altas temperaturas durante su elaboración. En el año 1983, lorán, S. O'Bannon autor del diccionario de ciencia e ingeniería cerámica, las define como toda clase de productos inorgánicos, no metálicos que se someten a temperaturas de 540 grados centígrados o más, durante su manofactura o uso, incluyendo óxidos metálicos, boruros, carburos o nitruros y mezclas o compuestos de tales materiales.
Según el Dood's Dictionary of Ceramics (1964, p.60), la acepción inglesa se define a partir de la palabra griega keranos la arcilla o loza hecha de arcilla y fuego; por una extensión natural del significado, el término abarca todos los productos hechos de arcilla cocida, esto es, ladrillo y tejas, tubos para chimenea, lozas sanitarias, porcelanas eléctricas y vajillas.
En 1822 se hicieron los refractarios silícicos por primera vez, aunque no contienen arcilla, fueron hechos por el proceso formal de manofactura para las cerámicas que incluye moldear una masa húmeda, secar el objeto moldeado y cocerlo. Tácitamente la palabra cerámica se empieza a utilizar para una gran variedad de productos no arcilloso bajo el mismo proceso, actualmente utilizados en ingeniería y sistemas de alta tecnología.
Estas definiciones revelan inconsistencias básicas en lo que puede llamarse cerámica. Por ejemplo, en la definición inglesa, el vidrio no se incluye dentro de la familia cerámica, como si lo hacen las versiones norteamericana y japonesa. Evoluciones tecnológicas inducen cambios en los límites colocados al término. Se llaman cerámicas nuevas o cerámicas modernas aquellas formadas con material no naturalmente encontrados, tales como la alúmina, zirconita o titanio, o materiales sintéticos. Cerámicas nuevas fue un término utilizado frecuentemente en las décadas de los 40 y los 50, particularmente en Gran Bretaña. La evolución relacionada con la potencia nuclear dio origen a productos como los carburos, nitruros y compuestos intermetálicos llamados cerámicas especiales.
Cerámicas finas es un término reciente. Hace referencia a materiales especiales de partículas utilizados para configurar la forma deseada y a los pequeños granos que forma el producto sinterizado. En Europa y Estados Unidos, los productos cerámicos de grano fino son llamados Cerámicas finas, como en el año 78 lo indica Norton. En el Japón, este término es mas similar a las definiciones de cerámica avanzada y cerámica técnicas en Europa y Norteamérica.
Acorde al ministerio
Japonés de asuntos internacionales e industria (1985), cerámicas
finas son materiales inorgánicos de altas especificaciones, productos
a partir de polvos sintéticos de alta pureza con microestructura
y propiedades controladas.
Cerámicas técnicas es un término que incluye todas las cerámicas industriales sin incluir la alfarería, los artículos de mesa, artículos de construcción como los ladrillos y plomería, etc.
Cubre las cerámicas electrónicas aislantes y dieléctricas, los magnetos cerámicos para diferentes aplicaciones, y las cerámicas estructurales utilizadas en motores y otros usos industriales. Se definen como el tipo de cerámicas que exhiben un alto grado de eficiencia industrial a través de sus microestructuras cuidadosamente diseñadas y de alta precisión dimensional. Se utilizan materias primas cuidadosamente seleccionadas con una composición química regulada y se fabrican con métodos estrictamente controlados de moldeo y cocción.
Las cerámicas de ingeniería, algunas veces llamadas Cerámicas Estructurales, son subconjuntos de las cerámicas técnicas confinado a aplicaciones estructurales. Incluye productos con propiedades mecánicas superiores, como lo son alta resistencia a la abrasión, dureza y alto nivel de elasticidad, resistencia al calor y habilidad de lubricación. La denominación de cerámicas avanzadas o cerámicas de alta tecnología se utiliza para hacer énfasis en las realizaciones avanzadas que dan un valor de uso especial y que elevan el valor comercial de las cerámicas técnicas.
Se denominan cerámicas funcionales aquellas que incluyen las biocerámicas, utilizadas en aplicaciones biológicas; electrocerámicas, utilizadas como aislantes en componentes eléctricos; cerámicas electrónicas que incluyen substancias dieléctricas, magnéticas, semiconductores y superconductores. Las cerámicas hidrotérmicas son substancias en polvo sinterizado y microcristalinas, que en películas finas son resistentes a altas temperaturas y presiones.
La concepción tradicional se basa en las cerámicas como materiales frágiles contenedores o de corte, con distintivos de dureza, incombustibilidad, resistencia a corrosión y al ataque químico. Hoy, la industria cerámica ha cambiado, sin embargo, la investigación para nuevas propiedades y la creación de nuevos materiales hace uso de estas propiedades.
1.5. CERAMICAS AVANZADAS
(Ver Figura 1)
El mundo de los cerámicos funcionales, con sus propiedades magnéticas, eléctricas, ópticas, biológicas o químicas, cumple con varias funciones del que hacer humano. Los cerámicos estructurales, que por sus propiedades mecánicas y térmicas llenan requerimientos especiales para la construcción de equipos y maquinaria, permiten el desarrollo de nueva tecnologías limitadas por las características de los materiales existentes.
1.5.1 Cerámicas funcionales
1.5.1.1 Cerámicas electrónicas
La industria electrónica se apoya en los materiales cerámicos avanzados como utilizados para sustratos y Titanato de bario para capacitores. Titanato y circonato de plomo, niobato de magnesio y plomo y niobato de titanio magnesio y plomo para accionadores y trasductores. Cerámicas con base en para sensores de oxígeno; materiales basados en ZnO para varistores; NiO y para sensores de temperatura y una variedad de materiales vítreos para dispositivos especiales. Oxidos cerámicos que exhiben superconductividad, en un futuro no muy lejano, serán utilizados para una variedad de aplicaciones.