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MATERIALES CERÁMICOS Y VIDRIOS

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Raquel Robredo

on 4 November 2012

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MATERIALES CERÁMICOS Y VIDRIOS Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos, no metálicos y son duros; pero al decir esto podríamos estar hablando sobre rocas o muchos otros minerales. Lo que realmente caracteriza a los materiales cerámicos es que son además frágiles y pueden encontarse en la naturaleza o ser producidos mediante tratamientos térmicos; es decir, aplicándole calor o en ocasiones con calor y presión. Aunque en la antigüedad, se consideraba que las cerámicas eran artículos hechos mediante la alfarería. Un material cerámico es la arcilla. Esta está compuesta por: agua, sílice, plomo, estaño y óxidos metálicos. No se conoce exactamente cuando se origino el primer material cerámico pero los datos más antiguos se remontan a unos 75.000 años atrás, cuando nuestros antepasados usaban la obsidiana, un vidrio natural, para elaborar cuchillos y puntas de flechas. ETAPAS BÁSICAS EN LA FABRICACIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS En función del tipo específico de material cerámico fabricado se introducirán una o varias etapas adicionales:
Montaje en piezas con formas complicadas, esmaltado en cerámicas decorativas o que requieran modificar ciertas propiedades cerámicas, lavado y molienda en materiales cerámicos pulverulentos, como los pigmentos cerámicos. Sobre todo se usaban para la construcción, por ejemplo arcillas y cemento, para el hogar y para la industria, por ejemplo loza y porcelana, aunque su primer uso era para objetos de bisutería. A estos se les añadían distintos minerales durante el fundido y obtenían cuentas de diferentes colores, tamaños y formas. Hoy en día se usa para cerámicas de mesa, pavimentos, revestimiento, productos sanitarios, refractarios y para porcelanas, como aislantes o decorativas. Además se usa en la tecnología aeroespacial, automatismo, biomédica, óptica y fotónica, electrónica y energía. Condensadores cerámicos se utilizan exclusivamente en microelectrónica, Planchas de cabello con láminas de cerámica Uno de los materiales cerámicos más destacados es el VIDRIO. Aunque mucha gente crea que el vidrio no es un material cerámico SI lo es simplemente porque es un material inorgánico, duro, frágil y producido mediante tratamientos térmicos que es exactamente lo que es un material cerámico. Obsidiana, vidrio natural Cuarzo, cristal natural En 1962, en Dinamarca, se dieron cuenta de la importancia de la recuperación y reciclado del vidrio. Puesto que el reciclado del vidrio sirve para:
- Ahorrar alrededor de un 30% de energía respecto al vidrio nuevo. Se ahorra energía porque el vidrio reciclado se funde a menos temperatura por lo que se usa menos energía. Con la energía ahorrada en el reciclaje de una botella podría mantener encendida una bombilla de 100 vatios durante 4 horas.
- Ahorrar materias primas. Reciclando 3.000 botellas se ahorra 1.2 toneladas de materias primas.
- No destruir terrenos de extracción. Al reciclar no se necesita extraer tanta materia prima y no se destruyen los terrenos de extracción.
- Reducir la contaminación del aire en un 20%. Al quemar menos combustible para la fabricación de envases.
- Reducir residuos que van a parar a vertederos. 3.000 botellas recicladas son 1.000 kilos menos de basura.
- Disminuir el consumo del agua. Al reciclar las botellas no se crean tantos envases y se ahorra el agua necesaria para enfriar la máquina utilizadas para hacer los envases.
- Controlar los vertidos incontrolados.
Aunque en España no empezó a reciclar hasta 1982 a conseguido reciclar más de 8 millones de toneladas de vidrio el cual a supuesto un gran beneficio. Uno de los métodos de fabricación de cerámica en España fue el soplado de vidrio: es una técnica de fabricación de objetos de vidrio mediante la creación de burbujas en el vidrio fundido. Estas burbujas se obtienen inyectando aire dentro de una pieza de material a través de un largo tubo metálico, bien por medio de una máquina o bien de forma artesanal, soplando por el otro extremo, un sistema parecido al que se utiliza para hacer de las pompas jabón.
Uno de los mayores exponentes del soplado de vidrio fue don Faustino Martín Plaza (1932-2007), el cual ganó el I Concurso Interprovincial de Soplado de Vidrio Químico en el año 1973. El vidrio es el envase más adecuado para la conservación de bebidas exclusivas porque es un material impermeable, aséptico, duradero, reciclable y además su fabricación no es muy costosa.
Por otra parte, da mejor imagen que otros envases, y esto es muy importante a la hora de comprar, por ejemplo, perfumes, vinos... La palabra cristalino es un adjetivo que se usa para definir a los objetos que comparten cualidades con el cristal.
Su cualidad más significativa, si miramos a escala molecular, es su estructura ordenada a la que se le da el nombre de cristalina. Estructura del vidrio Estructura cristalina ¿Os dais
cuenta de
la diferencia? También está generalizado el término cristal para el vidrio pero es incorrecto científicamente porque el vidrio es un sólido amorfo y no un sólido cristalino. Es decir, el vidrio está estructuralmente no ordenado no como el cristal que si lo está. A la estructura del cristal se le llama cristalino. La vitrificación es el proceso de conversión de un material en un sólido amorfo similar al vidrio, carente de toda estructura cristalina; es decir, sin formar cristales. Esto se consigue por medio de calentamiento o enfriamiento muy rápido o mediante la mezcla con un aditivo. El proceso debe ser lo más rápido o instantáneo posible, por ese motivo se emplea el sistema denominado cryotop. Cryotop es un contenedor especial que consiste en una fina lámina para lograr el mínimo volumen a ser sometido a enfriamiento y descongelamiento.
Cuando el material de partida es sólido, la vitrificación normalmente conlleva el calentamiento de la sustancia a muy altas temperaturas. Muchos materiales cerámicos se producen de este modo. Este tipo de vitrificación también puede suceder de modo natural cuando un rayo cae sobre arena: las altas temperaturas pueden crear unas estructuras ramificadas llamadas fulguritas.
Cuando el material de partida es un líquido, necesitaremos un enfriamiento muy rápido o la introducción de agentes que impidan la formación de cristales.
La solidificación de un sólido vítreo se produce a la temperatura de transición vítrea, que es menor que la temperatura de fusión.
La vitrificación se usa como técnica de cryoconservación de embriones, óvulos, ovocitos, espermatozoides, organos y tejidos. Los ovocitos son gametocitos hembra o células germinal que participan en la reproducción. En otras palabras, son óvulos inmaduro, o como le suelen llamar: célula huevo. A estos y a los mencionados antes se les congela, mediante la vitrificación, a muy bajas temperaturas, para disminuir las funciones vitales y poderlo mantener en "vida suspendida" por mucho tiempo. El color de los vidrios depende de los elementos que se agregan en el proceso de fusión, puesto que al arder emite un color dependiendo de las propiedades químicas de esos elementos a los que llamamos colorantes. Normalmente suelen ser los óxidos los colorantes porque la intensidad del color depende de la cantidad de oxigeno.
Por ejemplo:
Si agregamos ...óxido de cobalto el color será rojo azulado
...óxido ferroso azul
...óxido férrico amarillo
...óxido de cromo verde grisáceo
...selenio elemental rosa El vidrio lo usamos para la óptica por su forma de refractar, es decir, desviar la luz. Por ese motivo la mayoría de las lentes que se utilizan en gafas, microscopios, telescopios, cámaras y otros instrumentos ópticos se fabrican con vidrio óptico. Las materias primas deben tener una gran pureza, y hay que tener mucho cuidado para que no se introduzcan imperfecciones en el proceso de fabricación. Pequeñas burbujas de aire o inclusiones de materia no vitrificada (por ejemplo, polvo) pueden provocar distorsiones en la superficie de la lente. Con el paso del tiempo a mejorado su modo de fabricación y su calidad. El antes
y
el después PIREX El vidrio pirex o el vidrio de borosilicato tiene una resistencia química muy buena; resistencia química al agua, a ácidos (menos al ácido fluorhídrico y fosfórico caliente), a disoluciones de sal, a disolventes orgánicos y a altísimas temperaturas. El vidrio de borosilicato tiene un coeficiente de dilatación bajo, de aproximadamente un tercio del vidrio común, aunque esto lo hace más resistente que otros vidrios al choque térmico, también puede rajarse o quebrarse al someterse a variaciones rápidas de temperatura.
El vidrio borosilicatado comienza a reblandecerse cerca de los 821 °C, y no se deforma por debajo de 550ºC, por ello es adecuado para aparatos de laboratorio y objetos sometidos a choques térmicos , como los espejos de los telescopios.
Pyrex es la marca de vidrio de laboratorio y menaje más prestigiada a nivel mundial hoy en día. Las características de los materiales cerámicos:
- Alta resistencia a la corrosión y a su propio uso.
- Temperatura de fusión entre 1600 y 4000ºC.
- Es un material rígido de bajo peso.
- Sus principales materias primas son la arcilla, el sílice y los minerales.
- La Alúmina, el Nitrato de aluminio, el Nitrato de bario, el Bióxido de titanio y el Boruro de titanio son unos de los cerámicos más usados. Arcilla Sílice
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