Elementos Quimicos Inorganicos Que Se Utiliza En La Arquitectura

1. Los productos cerámicos:

Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos, constituidos por elementos metálicos y no metálicos enlazados principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes. Las composiciones químicas de los materiales cerámicos varían considerablemente, desde compuestos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas.

Las propiedades de los materiales cerámicos también varían mucho debido a diferencias en los enlaces. En general, los materiales cerámicos son típicamente duros y frágiles con baja tenacidad y ductilidad. Los materiales cerámicos se comportan usualmente como buenos aislantes eléctricos y térmicos debido a la ausencia de electrones conductores, normalmente poseen temperaturas de fusión relativamente altas y, asimismo, una estabilidad relativamente alta en la mayoría de los medios mas agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces. Debido a estas propiedades los materiales cerámicos son indispensables para muchos de los diseños en ingeniería.

En general, los materiales cerámicos usados para aplicaciones en ingeniería pueden clasificarse en dos grupos: materiales cerámicos tradicionales y materiales cerámicos de uso especifico en ingeniería. Normalmente los materiales cerámicos tradicionales están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice (pedernal) y feldespato. Ejemplos de cerámicos tradicionales son los ladrillos y tejas utilizados en las industrias de la construcción y las porcelanas eléctricas de uso en la industria eléctrica. Las cerámicas ingenieriles, por el contrario, están constituidas, típicamente, por compuestos puros o casi puros tales como oxido de aluminio (Al2O3), carburo de silicio (SiC), y nitruro de silicio (Si3N4). Ejemplos de aplicación de las cerámicas ingenieriles en tecnología punta son el carburo de silicio en las áreas de alta temperatura de la turbina del motor de gas, y el oxido de aluminio en la base del soporte para los circuitos integrados de los chips en un modulo de conducción térmica.

2. Procesamiento de productos cerámicos tradicionales:

En esta sección revisaremos la tecnología de producción de productos cerámicos tradicionales, como alfarería, cerámica china y otra lozas de mesa, ladrillos, azulejos y cerámica refractaria, las ruedas de esmeril se producen también por los mismos métodos básicos. Lo que estos productos tienen en común es que sus materias primas consisten en silicatos cerámicos (arcillas). La secuencia de procesamiento para la mayoría de cerámicos tradicionales incluye los pasos ilustrados en la siguiente figura.

2.1. Preparación de materias primas

Los procesos de formado de los productos cerámicos tradicionales requieren que el material inicial tenga la forma de una pasta plástica, compuesta de finos polvos cerámicos mezclados con agua; su consistencia determina la facilidad para formar el material y la calidad del producto final. Las materias primas cerámicas se encuentran generalmente en la naturaleza como terrones rocosos, y su reducción a polvo es el propósito de los pasos de preparación en el procesamiento cerámico.

Las materias primas para estos productos varían dependiendo de las propiedades requeridas por la pieza cerámica terminada. Las partículas y otros ingredientes, tales como aglutinantes y lubricantes, pueden ser mezclados en seco o en húmedo. Para productos cerámicos que no necesitan tener propiedades muy "exigentes", tales como lacrillos comunes, tuberías para alcantarillados y otros productos arcillosos es una práctica común mezclar los ingredientes con agua. Para otros materiales cerámicos, las materias primas son partículas secas con aglutinantes y otros aditivos. Algunas veces se combinan ambos procesos –húmedo y seco-. Por ejemplo, para producir unos artículos cerámicos con gran proporción de Al2O3 que sea buen aislante, las partículas de materia prima se mezclan con agua y junto con un aglutinante de cera para formar una suspensión que posteriormente se atomiza y seca para obtener pequeñas partículas esféricas

2.2. Procesos de formados

Los procesos de formado se dividen con base en la consistencia de la mezcla:

a) Vaciado deslizante(en suspensión), en la cual la mezcla es una pasta aguada

b) Formado plástico, en el cual se forma la arcilla en condiciones platicas

c) Prensado semiseco, en el cual la arcilla esta húmeda pero posee baja plasticidad

d) Prensado seco, en el cual la arcilla esta básicamente seca( menos del 5% de agua). La arcilla seca no tiene plasticidad.

a. Vaciado deslizante:

Se parte de un molde con la geometría de la pieza a fabricar. Se vacía la suspensión dentro de un molde poroso de yeso (2CaSO4-H2O). El yeso absorbe el agua formando una capa de arcilla. Se vacía el exceso de barbotina para fabricar el producto hueco. Se abre el molde y se saca el producto

b. Formado plástico:

Esta categoría incluye varios métodos manuales y mecanizados. Todos ellos requieren que la mezcla inicial tenga consistencia plástica, lo cual se logra generalmente con un contenido de agua del 15% al 25%. Para los métodos manuales se usan generalmente arcillas en el límite superior del rango, que constituyen un material más fácil de formar; sin embargo, esto viene acompañado de mayor contracción en el secado, los métodos mecanizados emplean generalmente mezclas con menor contenido de agua y por tanto la arcilla inicial es más espesa.

c. Prensado semiseco:

En el prensado semiseco las proporciones de agua en el barro inicial están típicamente en el rango de 10 al 15 %. Esta proporción produce una baja plasticidad que impide el uso de métodos de formado plástico, los cuales requieren un barro con mayor plasticidad. Los procesos semisecos usan alta presión para superar la baja plasticidad del material y forzarlo dentro de la cavidad de un dado, con frecuencia se forma rebaba debido al exceso de barro que se introduce entre las secciones del dado.

d. Prensado seco:

Este método se usa frecuentemente para productos refractarios (materiales de alta resistencia térmica) y componentes cerámicos electrónicos. El prensado en seco se puede definir como la compactación uniaxial simultánea y la conformación de los polvos granulados con pequeñas cantidades de agua y/o pegamentos orgánicos en un troquel. Después del estampado en frío, las partículas son normalmente calentadas (sinterizadas) a fin de que se consigan la fuerza y las propiedades micro estructurales deseadas. El prensado en seco se utiliza mucho porque permite

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