Preguntas frecuentes

La cerámica se puede clasificar en cerámica tradicional y cerámica avanzada (cerámica de ingeniería), con diferencias en composición, propiedades y campos de aplicación.

La cerámica tradicional tiene una larga historia y principalmente incluye:

Cerámica doméstica (cuencos, platos, tazas, platillos, etc.)

Cerámica para la construcción (baldosas para suelos, azulejos para paredes, tejas para tejados, etc.)

Cerámica sanitaria (inodoros, lavabos, etc.)

Cerámica artística (artesanía en porcelana, esculturas, etc.)

Cerámica industrial (aislantes eléctricos, materiales refractarios, etc.)

La cerámica tradicional, utilizada principalmente en la vida cotidiana, la construcción y aplicaciones industriales básicas, se elabora generalmente a partir de materias primas naturales como arcilla, cuarzo y feldespato, procesadas mediante mezcla, moldeo y sinterización. Posee alta dureza, resistencia a la corrosión y buenas propiedades aislantes, pero tiende a ser frágil. En los últimos años, gracias a los avances en la ciencia de los materiales y la demanda industrial, han surgido cerámicas avanzadas. Estas se utilizan ampliamente en los sectores aeroespacial, electrónico, energético, biomédico, de fabricación mecánica y otros.

Las cerámicas avanzadas se clasifican según su composición química y función. En cuanto a la composición química, existen cerámicas de óxido, como las cerámicas de alúmina (Al₂O₃), las cerámicas de zirconia (ZrO₂) y las cerámicas de magnesia (MgO). Las cerámicas de nitruro incluyen las cerámicas de nitruro de silicio (Si₃N₄), las cerámicas de nitruro de aluminio (AlN) y las cerámicas de nitruro de boro (BN). Las cerámicas de carburo incluyen las cerámicas de carburo de silicio (SiC) y las cerámicas de carburo de boro (B₄C). Según su función, las cerámicas se dividen en cerámicas estructurales, que soportan cargas mecánicas y se utilizan en aplicaciones como herramientas de corte, cojinetes, componentes resistentes al desgaste y piezas de turbinas de gas, y cerámicas funcionales, que poseen propiedades físicas o químicas específicas, como las cerámicas superconductoras de alta temperatura, las cerámicas piezoeléctricas para sensores y las cerámicas dieléctricas para componentes electrónicos.

Las cerámicas avanzadas y las cerámicas tradicionales presentan diferencias significativas en cuanto a materias primas, procesos de fabricación, propiedades y áreas de aplicación.

La cerámica convencional se compone principalmente de materias primas naturales de origen mineral, como arcilla, feldespato y cuarzo. Estas materias primas se procesan mínimamente, y su composición y pureza varían según su origen. La fabricación de cerámica convencional suele implicar el moldeo plástico, el vertido en barbotina y el prensado en seco, y las temperaturas de sinterización suelen ser inferiores a 1300 °C. La cerámica convencional posee propiedades como dureza, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y buen aislamiento. Sin embargo, tiene baja resistencia y tenacidad, y es relativamente frágil. Estas cerámicas se utilizan ampliamente en cerámica de uso cotidiano, cerámica para la construcción, cerámica química y aislantes eléctricos.

Las cerámicas avanzadas emplean compuestos inorgánicos sintéticos ultrafinos de alta pureza como materias primas, tales como óxidos (como la alúmina y la zirconia), nitruros (como el nitruro de silicio) y carburos (como el carburo de silicio). Las propiedades químicas y la pureza se pueden controlar con precisión para satisfacer las necesidades de rendimiento predeterminadas. Las cerámicas de alto rendimiento cuentan con procesos de producción más sofisticados que utilizan técnicas como el prensado isostático, el prensado en caliente, el moldeo por inyección y el moldeo por colada continua. Se sinterizan a temperaturas significativamente más altas, generalmente superiores a 1600 °C.

En cuanto a su rendimiento, las cerámicas avanzadas poseen mayor estabilidad térmica, resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión. Además, presentan propiedades eléctricas excepcionales como piezoelectricidad, semiconductividad y conductividad. Gracias a sus propiedades superiores, las cerámicas avanzadas se utilizan ampliamente en sectores de alta tecnología como la maquinaria, la electrónica, la química, la metalurgia, las aplicaciones médicas, la tecnología militar y la industria aeroespacial.

Las cerámicas avanzadas ofrecen ventajas que los metales y los plásticos simplemente no pueden igualar. Poseen alta dureza y resistencia al desgaste, resistencia superior sin deformación, excelente resistencia a la corrosión y la oxidación, estabilidad excepcional sin reaccionar con otras sustancias, resistencia a altas temperaturas, excelentes propiedades aislantes y características no magnéticas.

Con el desarrollo de la tecnología, especialmente en el sector aeroespacial, se buscan materiales que cumplan con varios requisitos clave: mayor resistencia al desgaste que los metales, capacidad para soportar temperaturas extremas de hasta 2000 °C, baja densidad y ligereza. Sin embargo, entre los materiales tradicionales como el acero, el cobre, el aluminio, la plata, el oro y diversos plásticos, ninguno satisface plenamente estas exigencias. Esto impulsó a los científicos a investigar cerámicas avanzadas, descubriendo así un “nuevo mundo” de materiales con estas propiedades excepcionales.

Por ejemplo, en dispositivos electrónicos de alta potencia, necesitamos materiales que proporcionen un aislamiento térmico eficaz y que soporten temperaturas de hasta 600 °C. Los metales, por naturaleza, conducen la electricidad, mientras que los plásticos son aislantes, pero se ablandan a poco más de 100 °C, lo que los hace inadecuados. Las cerámicas avanzadas, como los sustratos cerámicos de alúmina, nitruro de aluminio y nitruro de silicio, resuelven perfectamente este problema al combinar una alta resistencia a la temperatura con excelentes propiedades aislantes.

El SSiC (carburo de silicio sinterizado) es resistente a todas las sustancias químicas, con una densidad de hasta 3,16 g/cm³, lo que lo hace más duro que el SiSiC. Dado que no contiene silicio libre en su estructura, puede utilizarse hasta 1650 °C sin que ello afecte a su resistencia.

El SiSiC (carburo de silicio infiltrado con silicio) tiene una densidad de hasta 3,04 g/cm³. Contiene silicio libre con un punto de fusión de 1350 ℃ y puede utilizarse hasta 1300 ℃ sin pérdida de resistencia.

Carburo de silicio sinterizado por reacción: El contenido de silicio limita la temperatura máxima de funcionamiento a 1380 °C; la conductividad térmica es de 20-30 W/(m·K). La resistencia a la flexión es más del doble que la del carburo de silicio recristalizado; no presenta poros y posee una gran resistencia al desgaste.

Carburo de silicio recristalizado: La temperatura máxima de funcionamiento es de 1650 °C, presenta porosidad y su resistencia al desgaste es baja. Debido a su interfaz pura, la conductividad térmica supera los 100 W/(m·K), más de cinco veces la de los materiales refractarios cerámicos de carburo de silicio; gracias a su bajo coeficiente de expansión térmica, presenta una alta resistencia al choque térmico, pudiendo soportar cambios bruscos de temperatura.

En condiciones normales, podemos lograr tolerancias de ±0,5–1 mm, con una tolerancia mínima de 0,3 μm mediante mecanizado de ultraprecisión.

Dependiendo del producto, podemos lograr: Rugosidad superficial: Tan baja como Ra 0,01 μm. Planitud: Hasta 0,0005 mm.

Sin condiciones de procesamiento especiales, el acabado superficial suele ser de aproximadamente Ra 3,2. Si se requiere mayor precisión, podemos refinarlo hasta Ra 0,1–0,2 utilizando equipos de mecanizado de precisión.

Dependiendo del producto, podemos lograr:

• Rectitud: 0,0005 mm
• Paralelismo: 0,001 mm
• Diámetro mínimo del orificio: 0,1 mm

1. preparación de la materia prima;
2. Fabricación de moldes;
3. Producción de piezas en bruto;
4. El secado;
5. Reparación de piezas en blanco;
6. Sinterización;
7. limpieza de arena;
8. Mecanizado de precisión;
9. Inspección de calidad;
10. Embalaje.

Por lo general, el acabado superficial de los tubos cerámicos avanzados ronda el Ra3,2 sin necesidad de condiciones de procesamiento especiales; si el cliente tiene requisitos más exigentes, podemos lograr un acabado superficial de Ra0,1-0,2 mediante equipos de acabado.