¿Qué desventajas y ventajas tienen los materiales cerámicos?

Table Of Content

• What disadvantages and advantages do ceramic materials have?
  • Introducción
  • 1. DEFINICIÓN
  • 2. PROPIEDADES
  • 3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

What disadvantages and advantages do ceramic materials have?

Introducción

Quizás en algún momento hayas escuchado el término "cerámica", como en la escuela, cuando el profesor de historia explicaba las formas de cerámica de las culturas preincaicas o cuando pensabas en jarrones para flores, y solo sabías que eran objetos frágiles. Sin embargo, el término "cerámica" es mucho más complejo e involucra otros tipos de materiales como azulejos, vidrio, materiales refractarios, etc. En este texto, se explicará la base química de ciertos aspectos que presentan los materiales cerámicos que se utilizan y aprovechan en diferentes actividades, incluyendo objetos útiles en la vida cotidiana.

1. DEFINICIÓN

Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos unidos principalmente por enlaces iónicos y/o covalentes, algunos de los cuales fueron expuestos a altas temperaturas para alcanzar una estructura dura, incombustible e inoxidable. Los materiales cerámicos pueden ser cristalinos, no cristalinos o vitrocerámicos (una combinación de ambos).

2. PROPIEDADES

Propiedades mecánicas: A temperatura ambiente, son duros y frágiles debido al tipo de enlace (iónico/covalente) entre los átomos que los componen. Además, a altas temperaturas, son deformables, ya que los límites de grano se deslizan.

Propiedades magnéticas: En general, los materiales cerámicos no suelen presentar estas propiedades, excepto dos: las ferritas y los granates (también llamados cerámicos ferromagnéticos).

Propiedades eléctricas: La gran mayoría de los materiales cerámicos son aislantes eléctricos, ya que presentan una alta rigidez dieléctrica y una baja constante dieléctrica. Otros cerámicos presentan otras propiedades dieléctricas, como su facilidad de polarización.

Propiedades térmicas: Casi todos los materiales cerámicos presentan baja conductividad térmica debido a sus fuertes enlaces (iónico/covalente). La diferencia de energía entre la banda de covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado grande para que los electrones se exciten hacia la banda de conducción, por lo que son buenos aislantes térmicos.

3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Como se mencionó anteriormente, los materiales cerámicos se caracterizan por fuertes enlaces iónicos y/o covalentes entre sus átomos, lo que les confiere una alta dureza y buenos aislantes térmicos y eléctricos. Estos fuertes enlaces dificultan la libre circulación de electrones, por lo que su conductividad eléctrica y térmica es limitada. Esto, a su vez, provoca que los materiales cerámicos tengan puntos de fusión elevados, ya que se requieren altas aportaciones de calor para romper sus enlaces.

Por otro lado, los materiales cerámicos presentan una buena estabilidad química, lo que les permite ser resistentes a agentes agresivos como los presentes en el proceso de oxidación. Además, dado que la mayoría de los cerámicos están compuestos por elementos metálicos y no metálicos, pueden considerarse materiales previamente corroídos, por lo que serán resistentes a componentes corrosivos.

Sin embargo, este tipo de material presenta algunas desventajas, como la fragilidad; es decir, la tendencia a romperse fácilmente, ya que no es posible mover los átomos sin generar una ruptura en sus uniones. En consecuencia, no se deforman plásticamente con facilidad (son menos dúctiles), lo que limita su capacidad para soportar cargas de tracción (baja tenacidad).

En resumen, la siguiente tabla muestra las principales ventajas y desventajas: