3.1 INTRODUCCION.a) Consistencia de cuerpos cermicos.b) Aditivos de proceso.3.2 EXTRUSION.3.3 VACIADO DE SUSPENSIONES.a) Colado en molde.b) Colado en cinta.c) Colado a presin.3.4 PRENSADO.a) Prensado axial.b) Prensado isostatico.3.5 OTROS TIPOS DE CONFORMADO.a) Coloide qumica de suspensiones.b) Compactacin hidrotrmica en caliente.

3.6 SINTERIZACION DE CERAMICOS.3.7 PRODUCTOS.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS1. F Singer y S. S. Singer. Enciclopedia de la Qumica Industrial Tomos 9 y 10. 1 edicin. URMO S. A. de Ediciones. Espaa (1976).2. Kirk-Othmer. Enciclopedia of Chemical Technology. 4th edition. Volume 12. John Wiley and Sons. USA (1994)3. M. P. Groover. Fundamentos de Manufactura Moderna. 1a edicin. Prentice-Hall Hispanoamericana. Mexico (1997).4. J. F. Shackelford. Ciencia de Materiales para Ingenieros. 3a edicin. Prentice-Hall Hispanoamericana. Mexico (1995)..5. D. R. Askeland. Ciencia e Ingenieria de los Materiales. 3 edicin. International Thomson Publishing. Mexico (1998).6. W. F. Smith. Fundamentos de la Ciencia e Ingenieria de Materiales. 4 edicin. Mc Graw-Hill interamericana de Espaa. Espaa (2006).

*

3.1 INTRODUCCIN*

Empacado de partculas:

*

*

Empacado de partculas:

Problema. Calcular el factor de empacado de la celda unitaria bcc.Numero de tomos por celda: 1 en el centro + 8(1/8) en las esquinas = 2.

Volumen de los tomos:

*

Densidad de empacado de configuraciones regulares de esferas uniformes

*

CONFIGURACIONNUMERO DE COORDINACIONDENSIDAD DE EMPACADO, %CUBICA652.4ORTORROMBICA860.5TETRAGONAL1069.8TETRAEDRICA1274PIRAMIDAL1274

Polvo de Al2O3 gruesoPolvo de Al2O3 fino*

Empacado de partculas:

*Distribucin de tamao de partcula representado en forma de un histograma y el porcentaje acumulativo mas fino que un tamao dadoFraccin retenidaTamao de partcula, mm

Empacado de partculas:

*

Empacado de partculas:

*Densidad de empacado versus el reciproco de la desviacin estndar para partculas con una distribucin de tamao logartmica normal.El parmetro y es una medida de la esfericidad de las partculas y es igual al reciproco del factor de forma

Pasta cermica: Nombre que se le da a la mezcla de materias primas preparadas para la fabricacin de cualquier producto cermico.

Mezcla consistente principalmente de arcilla y agua que es usada en hacer piezas cermicas.

Estados de consistencia de pastas cermicas:Consistencia de polvo seco.Consistencia de granulado.Consistencia plstica.Consistencia de pasta.Consistencia de suspensin.*

Estados de consistencia producidos al mezclar un polvo con un liquido. Resistenciaaparente al corteContenido de lquido en el cuerpo cermico.*

Conformado de los materiales cermicos *

Aditivos de proceso.Solventes. Los solventes mojan las partculas cermicas, proveen un medio viscoso entre ellas y disuelven sales, compuestos y sustancias polimricas en el sistema. Agua, etanol, tricloroetileno, petrleo refinado, etc.

Dispersantes. Sirven para estabilizar una suspensin al incrementar la repulsin entre partculas. Como resultado, ellos influyen fuertemente sobre la viscosidad de una suspensin. Silicato de sodio, carbonato de sodio, borato de sodio, polimetacrilato de sodio, poliacrilato de amonio, etc.

Ligantes. Sirve principalmente para crear puentes de unin entre las partculas que conforman un cuerpo cermico. Goma arabiga, almidon refinado, alginato, metil celulosa, alcohol polivinilico, polimetil metacrilato, etc. Plastificantes. Reblandecen al ligante en estado seco o casi seco, por lo tanto incrementan la flexibilidad del cuerpo cermico en verde. Agua, etilenglicol, dietilenglicol, glicerol, dibutilftalato, etc.

Lubricantes. Son usados para reducir la friccin entre partculas del cuerpo cermico y entre el cuerpo cermico y el dado de formado durante la etapa de compactacin o deformacin. Cera parafina, estearato de aluminio, butil estearato, talco, etc.

*

3.2 EXTRUSIN.En la extrusin, una mezcla de polvos en la forma de una pasta dura, es compactada y formada forzndola a pasar travs de una boquilla. Industrialmente, el proceso es efectuado en una amasadora deaireadora, la cual es alimentada por un tornillo extrusor.Un requisito es que el cuerpo exhiba comportamiento plstico, esto es, que a un nivel bajo de esfuerzo el cuerpo se comporte como un cuerpo rgido y se deforme solo cuando el esfuerzo alcance un cierto valor llamado esfuerzo de cedencia.Posteriormente, el cuerpo extruido debe tener suficiente resistencia para ser transportado a un estante vacio, sin deformacin significativa.

*

3.2 EXTRUSIN.Composiciones de cuerpos para extrusin (% vol)*

Carburo de silicioAlta alminaPorcelana elctricaCarburo de silicio 50Hidroxietil celulosa 6Agua 42Polietilenglicol 2Alumina 46Ball clay 4Metil celulosa 2Agua 48Polvo de cuarzo 16Feldespato 16Caoln 16Ball clay 16Agua 36CaCO3

Equipo de extrusin:Extrusor tipo pistn

Extrusor tipo auger.*

Maquina de extrusin industrial con cmara de desaireacin*

3.2.2 Aplicaciones del formado por extrusin.

Se emplea para formar grandes cantidades de productos cermicos a bajo costo, tales como:a) Tubos de horno.b) Tubos de proteccin para termopares.c) Ladrillos.d) Sustratos electrnicos.e) Azulejos.f) Magnetos.g) Refractarios.h) Porcelana*

3.3 VACIADO DE SUSPENSIONES.Son tres las variantes del proceso de vaciado de suspensiones:Vaciado en molde (slip casting)

Colado en cinta (tape casting).

Colado a presin.*

Preparacin de la suspensin y su reologa.

Tabla 3.x Ejemplo de la formulacin de un lote para colado en molde de cuerpos de alumina.*

MaterialFuncinConcentracin, en % volumenAluminaPolvo40-50AguaSolvente50-60Poliacrilato de amonioDispersante0.5-2.0Citrato de sodioDispersante0.0-0.5Carboximetilcelulosa sdica ligante0.0-0.5

Mezcladoras*

Mezcladoras*

3.3.1 VACIADO EN MOLDE (SLIP CASTING)*

Se prepara una suspensin bien dispersada.

Se vaca la suspensin en el molde poroso (generalmente fabricado de yeso).

Una vez formado un espesor adecuado, se suspende el proceso de colado y el exceso de la suspensin se drena de la cavidad del molde.

Se deja secar dentro del molde la pieza formada hasta que alcanza la resistencia suficiente para ser manipulado y desprendido del molde.

La pieza se extrae del molde y se deja secando para prepararlo para su quemado a altas temperaturas.

Etapas del colado en molde.

*

Pasos del colado en molde*

Materiales para el molde. El yeso cermico es el material mas usado para elaborar los moldes para el colado de barbotinas, debido a que con l se fabrican moldes de las siguientes caractersticas:

a) Con un muy buen acabado superficial y detalle.

b) Con una alta porosidad, pero de un poro de tamao microscpico.

c) El tiempo de fraguado es corto.

d) Por su pequea expansin dimensional ( 0.17 %), lo cual ayuda a liberarlo de los modelos.

e) A bajo costo.

*

Tabla 3.4 Propiedades tpicas del yeso para moldes.*

PropiedadMagnitudSolubilidad acuosa a 25 C2.6 g/litroResistencia a la tensin3 MPa (seco)Resistencia a la compresin Seco: 14 MPaHmedo: 7 MPaExpansin trmica16 mm/(mmK)DesecacinSe deshidrata en aire seco

La mayora de las aplicaciones de colado en molde requieren un polvo fino, tpicamente de malla

Aplicaciones del formado por colado en molde.

Se emplea para formar grandes cantidades de productos tradicionales de porcelana, tales como la porcelana china y la porcelana para vajillas.

Se usa para fabricar componentes refractarios densos que son de forma compleja, productos de paredes delgadas, tales como crisoles y tubos de extremo cerrado *

*

Las ventajas de los procesos de colado en molde, son:La dispersin mas completa del polvo en un liquido de relativamente baja viscosidad.La posibilidad de elaborar productos de formas complejas.El relativamente bajo costo de capital.

Las desventajas del proceso de colado en molde, son:Las bajas velocidades de produccin.La baja precisin dimensional que es comnmente obtenida.Evaluacin del proceso de colado en molde*

*

Colado en cinta (tape casting) Es capaz de producir hojas cermicas flexibles que se autosoportan, con un rango de espesores de 10 mm a 1 mm. Puede operarse como un proceso continuo.

*

Tabla 3.5 Composicin de una suspensin para colado en cinta. *

MaterialFuncin% en pesoTitanato de bario (BaTiO3)material dielctrico77.2Ester de fosfatodispersante0.3Metiletil cetonasolvente7.4Etanolsolvente3.2Resina acrlicaligante7.1Bencil butil ftalatoplastificante2.2Polietilenglicolplastificante2.2

Puntos de ebullicin y calores de vaporizacin de solventes.*

SOLVENTEPUNTO DE EBULLICION, CCALOR DE VAPORIZACION, J/gAGUA1002257ETANOL70856TRICLOROETILENO86240TRICLOROETILENO/ETANOL71-

Aplicaciones del tape castingLTCC Low Temperature Co-fired CeramicLTCC Low Temperature Co-fired Ceramic (3 layer Multi Layer ceramic chip capacitorsMultilayer ceramic capacitors *

3.4 PRENSADO.*

Aditivos usados en el prensado de polvos cermicos.*

PRODUCTOLIGANTEPLASTIFICANTELUBRICANTEAluminaAlcohol polivinilicoPolietilenglicolEstearato de magnesioSustrato de alumina al 98 %PolietilenglicolNingunoTalco, arcillaAislante de bujas de ignicinEmulsin de cera microcristalinaKOH + acido tnicoCera, talco, arcillaFerritas de MnZnAlcohol polivinilicoPolietilenglicolEstearato de zincTitanato de barioAlcohol polivinilicoAguaAgua, talco, arcillaEsteatitaCera microcristalina, arcillaAguaTalco, arcillaHotel ChinaArcilla, polisacaridoAguaArcillaRefractarioLignosulfato Ca/NaAguaEstearato

Spray drying (Secado por aspersin) *

*

*

Prensado uniaxial simple.El mtodo mas comn de compactacin es el prensado uniaxial en un dado de acero o de carburo, a presiones de 300 a 800 MPa. Es posible prensar partes con forma complicada en una sola operacin, y con altas velocidades de produccin, hasta de 25 partes/minuto. La parte alcanza suficiente resistencia para ser expulsada del dado y puede ser manejada antes del sinterizado por entrelazado y el soldado en fro entre las partculas. *

*

Ejemplos de productos por prensado uniaxial doble.*

3.4.2 Prensado isosttico.Productos con una dimensin alargada, una forma compleja, o un gran volumen no son fcilmente formadas por prensado en seco, y son producidas por prensado isosttico.

ste es el mtodo de compactacin de polvos que involucra la aplicacin de presin de direcciones mltiples a travs de un liquido o medio gaseoso rodeando a la parte compacta.Los moldes son hechos de un material flexible, tal como caucho sinttico, poliuretano o caucho de silicon. *

Cermica prensada*

3.5 OTROS TIPOS DE CONFORMADO.*

Los defectos tpicos en componentes cermicos son frecuentemente introducidos por el polvo mismo, y/o en los procesos de formado y densificacin. Por otro lado, hay un requerimiento general de que todos los materiales cermicos avanzados deberan caracterizarse por una alta resistencia mecnica. Por lo tanto, hay dos lneas de acercamiento para mejorar las propiedades mecnicas de los materiales cermicos:

La primera aproximacin trata de mejorar los cermicos monolticos va la aplicacin de nuevas tcnicas de formado.La segunda aproximacin intenta incrementar la tenacidad de los materiales cermicos utilizando transformacin de fase de martensitica, con whiskers, fibras o plaquetas.

Las tcnicas basadas en el procesado coloidal tales como gelcasting, colado electrofortico, solidificacin asistida por hidrolisis, colado de coagulacin directa y similares son de gran importancia debido a la habilidad de reducir el tamao critico de los defectos originados de la ruta de manufactura.

El gel casting es un proceso de formado de suspensiones preparadas de polvos cermicos mezclados con una solucin de monmero orgnico.

Cuando una suspensin es colada en un molde, el monmero polimeriza, formando un gel que liga las partculas del polvo cermico en una parte resistente de forma compleja.

Esta parte puede ser maquinada antes del quemado.

El proceso es econmico y es usado para manufacturar partes grandes de forma compleja tal como rotores de turbina.

PROCESO DE FORMADO GEL CASTING*

PROCESO DE FORMADO GEL CASTINGEl proceso gelcasting utiliza la dispersin de un polvo cermico en una solucin conteniendo un monmero orgnico para producir una suspensin de baja viscosidad. El componente cermico es entonces formado por el llenado de un molde con la suspensin y polimerizando el monmero para formar un gel flexible que mantenga la forma del molde y ligue a los polvos cermicos.

Como la suspensin es homogneamente dispersada, no hay gradientes de densidad, y ocurrira contraccin isotrpica, si el componente es secado cuidadosamente. El ligante polimrico es extrado con solvente o quemado a baja temperatura, seguido por sinterizado convencional, resultando en un componente denso puro a relativamente bajo costo. *

Prensado isosttico en caliente(Hot isostatic pressing)*

PRENSADO ISOSTATICO EN CALIENTEEl proceso de prensado isosttico en caliente involucra el prensado isosttico conducido a alta temperatura. Para ejercer una presin media, se usa un gas (nitrgeno o argn).

Las presiones de trabajo, que son aplicadas en el mtodo de prensado isosttico en caliente, estn comnmente entre 15,000 a 40,000 psi (100 MPa a 300 MPa).

El mtodo isosttico en caliente combina presin y sinterizado, causando consolidacin de las partculas del polvo, resanando de huecos y poros. La pieza se contrae y densifica formando una estructura sana de alta resistencia.

Moldes hechos de acero inoxidable o de acero dulce son usados en este mtodo. El mtodo puede usarse sin un molde. En este caso, la pieza es primero compactada por prensado isosttico en frio, y entonces es sinterizado a fin de cerrar la porosidad interconectada. El sinterizado (pero todava poroso) es entonces prensado isostticamente a alta temperatura sin molde. *

3.6.1. Eliminacin del agua (secado). a) agua de bultob) agua fisisorbidac) agua quimisorbidad) agua de cristalizacin. 3.6.2. Termlisis de los compuestos orgnicos. 3.6.3 Descomposicin de compuestos inorgnicos. 3.6.4. Reacciones en estado slido. 3.6.5. Transformaciones de fase. 3.6.6. Sinterizadoa) en estado slido.b) en estado liquido *

SECADOEl secado es un fenmeno de superficie: el agua de humedad debe migrar a la superficie para su evaporacin. A medida que avanza el secado, las partculas se van aproximando y la contraccin aumenta.Muchos defectos que se ponen de manifiesto a la salida del secadero tienen su origen en anteriores etapas del proceso productivo, que no tienen nada que ver con el secado. As, una homogenizacin incorrecta de la pasta origina contracciones locales diferentes (mas contraccin donde haba mas humedad) que se traducen en fisuras.

*

SECADOAgua intersticial. Se encuentra entre partculas minerales en los capilares . Puede moverse mas o menos libremente entre ellos. Su eliminacin puede generar una perdida de volumen significativa del cuerpo cermico.

Agua higroscpica. Se encuentra ligada a las partculas minerales por fuerzas elctricas, propias de los dipolos del agua, as como las cargas naturales de los cristales que forman las arcillas.

Agua cristalogrfica. Se encuentra unida qumicamente a los cristales de los minerales que forman el cuerpo arcillosos. Esta agua se elimina durante la primera fase de la coccin. *

ETAPAS DURANTE EL SECADO*

CURVA DE SECADO*

Contraccin de secadoContraccin de secado*

Calor de vaporizacin de varios lquidos de procesado (solventes) (MJ/kg)*

Temperatura (C)H2OCH3OHC2H5OH20

40

60

80

1002.45

2.40

2.36

2.31

2.261.17

1.14

1.11

1.06

1.010.91

0.90

0.88

0.85

0.81

SECADERO INTERMITENTELa pieza se introduce hmeda en el secadero y cuando esta seca, ha concluido el ciclo de secado, se retira del interior del secadero y se introduce una carga nueva.

Se trata de una cmara de secado clsica en la que se han introducido mejoras importantes que permiten la adopcin de una curva de secado especial.

El aire fresco, y caliente, entra por la parte superior y es introducido en el secadero por el ventilador de recirculacin. El aire saturado es evacuado por la parte superior. *

SECADERO CONTINUOEl secadero continuo tipo tnel esta concebido para secar grandes cantidades de cermica estructural.El principio de funcionamiento estriba en el establecimiento de unos parmetros fijos de secado: temperatura, velocidad y humedad del aire, mientras el material, situado sobre vagonetas, avanza por el interior a contracorriente de la masa de aire. *

3.6.2 TermlisisTermlisis (de termo que significa calor y lisis que significa romper) es un proceso qumico por el cual una sustancia es descompuesta en otras sustancias por el uso de calor La temperatura de descomposicin de una sustancia es la temperatura a la cual la sustancia se descompone en sustancias mas pequeas o en sus tomos constituyentes.

+ xO2(g) = yCO2(g) + zH2O(g)

*

Termlisis del PVA*

3.6.3 Descomposicin de compuestos inorgnicos*

REACCIONTEMPERATURA DE DESCOMPOSICION (C)FeS2 + O2 = FeS + SO2350 - 4504FeS +7O2 = Fe2O3 + 6SO2500 - 600Fe2(SO4)2 = Fe2O3 + 3SO3560 - 775C + O2 = CO2350 S + O2 = CO2 250 - 920CaCO3 = CaO + CO2600 - 1050MgCO3 = MgO + CO2400 - 900FeCO3 + 3O2 =2 Fe2O3 + 4CO2800 CaSO4 = CaO + 3SO31250 - 1300

Descomposicin de compuestos inorgnicos CaolinitaMetacaoln Mullita Al2O32SiO22H2OAl2O3 2SiO2 + 2H2O3Al2O3 2SiO2 + SiO2 El primer cambio ocurre entre 500 a 600 C, y consiste en la liberacin de agua de combinacin.

El siguiente cambio consiste en la formacin del metacaoln, seguido por la espinela, el cual eventualmente conduce a la formacin de la mullita.*

3.6.4 Reacciones qumicas*

REACTIVO 1REACTIVO 2TEMPERATURA DE REACCION PERCEPTIBLE (C)PRODUCTOCuarzo: SiO2Cal: CaO6002CaO.SiO2Cuarzo: SiO2Na2CO3Metasilicato de sodio: Na2SiO3Alumina: Al2O3Magnesia: MgO> 1000MgO2Al2O3Alumina: Al2O3Talco: 3MgOSiO2Silice: SiO2Caolin: Al2O3.2SiO22H2O1400Pequea cantidad de cordierita: 2MgO2Al2O35SiO2

Magnesia: MgOCaolin: Al2O3.2SiO22H2O1300-1400 Cordierita

3.6.5 Transformaciones de fase en el estado slido*

*

Transformaciones de fase en el estado slido*

Diagrama de fases Al2O3-SiO2 *

Diagrama de fases CaO-SiO2 *

Diagrama de fases CaO-Al2O3 *

Diagrama de fases ZrO2-CaO*

Transformaciones de fase en el estado slido*

En el sinterizado, los polvos finos compactos son calentados a temperaturas de alrededor de de su punto de fusin); a esas temperaturas los tomos y molculas son puestos en movimientos rpidos, y las partculas coalescen, reduciendo la porosidad e incrementando la resistencia del producto terminado.

Para que ocurra el sinterizado, debe haber un descenso en la energa libre del sistema. La fuerza motriz para el sinterizado tiene su origen en la reduccin de la energa total, DGT, del sistema: DGT = DGv + DGb + DGs

Donde DGT representa el cambio en energa asociada con el volumen, limites y superficies de granos, respectivamente. La mayor fuerza motriz en el sinterizado convencional es DGs = gsDAs pero los otros trminos pueden ser significativos en algunas etapas para el sistema material*3.6.6 Sinterizado

*Sinterizado en estado solido. El polvo no se funde; en su lugar, la unin de las partculas y la reduccin en la porosidad ocurren por difusin atmica en el estado solido. Un ejemplo es el sinterizado de materiales puros de una sola fase (por ejemplo, Al2O3)

Sinterizado en fase liquida. La composicin del polvo y de la temperatura de quemado son elegidas de tal manera que una cantidad pequea de liquido se forme entre los granos. Un ejemplo es la adicin de MgO a Si3N4.

Sinterizado viscoso. Reaccin qumica, formacin de liquido y flujo viscoso del liquido en los poros conduce a un cuerpo denso que en el enfriamiento consiste de una microestructura de granos cristalinos y fases vtreas (por ejemplo, la porcelana).

Crecimiento de grano durante el sinterizado*

Figure 6.2: Sintered density time curves illustrating effects of increasing green density and sintering temperature on densification*

Figure Densification behavior of compacts of two alumina powders with a log-normal size distribution (M = 1.3 y 0.8 mm) and the initial, intermediate and final stages of sintering for the coarser powder. Note that when hot pressing the compact of finer powder, densification begins and is completed at a lower temperature, and a higher maximum density is achieved*

Figure. Cumulative pore size distributions for titania sintered for 1 hr at various temperatures. As the sintering temperature increases the total porosity decreases, but the pore size increases until the highest sintering temperature.*

Sinterizado*

SinterizadoCedula de quemado hipottica de un material cermico*

SinterizadoCedula de quemado hipottica de un material cermico*

*

Diagrama de fases CaO-Al2O3 SiO2*

Diagrama de fases MgO-Al2O3 SiO2*

Diagrama de fases MgO-Al2O3 SiO2*

Microestructura de una porcelana de alumina, pulida y atacada, observada con un SEM. *

*

Terracota o semiporcelanaPorcelana de huesosPorcelana duraCermica sanitariaAzulejosPorcelana elctricaArcilla:Arcilla bolaChina clayFireclay2525

251040232422222525Fundente:StoneFeldespato1530

20

2015

25Relleno.CuarzoHuesoChamota35

4530334125

PASTAS CERAMICAS TRIAXIALES*

EARTHENWARE = TERRACOTA La terracota es comnmente quemada a bizcocho a temperaturas entre 1000 y 1150 C, y son muy porosas. A fin de que sean capaces de contener lquidos, esos cuerpos deben ser vidriados, o de otra manera, el liquido permea al cuerpo.Cuando lleva vidriado, se queman entre 950 y 1050 C. Los recipientes de terracota fueron probablemente la primer forma de alfarera en ser manufacturada hace alrededor de 14,000 aos. Productos: ladrillos huecos, tejas, revestimientos como baldosas, azulejos, maylicas. *

STONEWARE = GRES Es una pasta dura, fuerte y vitrificada, la cual quema sobre de 1200 C. Tiende a tener baja porosidad, lo cual es una caracterstica distintiva del stoneware. Mas importante, sin embargo, es que mas altas temperaturas de quemado significan que el esmalte puede ser aplicado previo al sinterizado del cuerpo y ambos (cuerpo y esmalte maduran simultneamente en un segundo quemado a alta temperatura. Gres: Trmino de origen francs, utilizado para designar la cermica de alta temperatura. Tambin equivalente a stoneware o cermica compacta.

*

PORCELANA Es un producto cermico tradicionalmente blanco, compacto, duro (no lo raya el acero) y translcido. se obtiene a partir de una pasta muy elaborada compuesta por caoln, feldespato y cuarzo. El proceso de coccin se realiza en dos etapas: 1. la obtencin del bizcocho (850-900C) y 2. el vidriado (a temperaturas que varan segn el producto entre 1175 y 1450C). La porcelana se suele decorar en una tercera coccin (tercer fuego) con pigmentos que se obtienen a partir de xidos metlicos calcinados. * Tipos de porcelana:a) porcelana China b) porcelana e huesosc) porcelana dentald) porcelana elctrica.

PORCELANA DOMESTICA = WHITEWARE La porcelana domestica es fabricada usando china clay. Del diagrama axial podemos ver que contiene una mayor cantidad de feldespato que el stoneware ordinario. Por esta razn, hay mas fase vtrea en el cuerpo de porcelana domestica. La gran cantidad de vidrio en la mezcla tiene la ventaja de reducir la porosidad a casi cero. *

PORCELANA DENTAL Se puede definir como un cuerpo cermico altamente vitrificado. El termino cuerpo cermico incluye a ambos el vidrio y a un esqueleto estructural refractario el cual retiene su forma a travs del proceso de sinterizado y a travs del proceso de fusin final. La clave aqu es que la porcelana no es simplemente una forma de vidrio. Es un vidrio con una estructura interna refractaria. *

PORCELANA ELECTRICA Las formulaciones para porcelana elctrica contienen, tpicamente, 20% de caoln, 30% de arcillas plsticas, 20% de slice y 30% de fundentes. Cermicas de cordierita elctrica son hechas a partir de mezclas de arcillas, almina y talco. El criterio principal que determina la seleccin de minerales y su formulacin exacta son la resistencia elctrica o conductividad y las propiedades dielctricas. *

RAKU Cermica porosa de baja temperatura y aspecto rstico debido al agregado de chamote y a que son modeladas a mano. Se usa en el Japn para las teteras y cuencos destinados a la ceremonia del t. En sus barnices, la base de los fundentes son el plomo y el brax. Su cochura es muy tpica e inusual. Una vez sancochadas y barnizadas, se meten con largas pinzas en un horno que ya subi a la temperatura necesaria y se dejan en el interior del fuego entre 15 y 30 minutos, hasta que madure el barniz. Luego se extraen otra vez con las pinzas, generalmente mienjtras las piezas estn al rojo vivo. Luego se las enfra rpidamente, introducindolas en agua, pasto, aserrn u otros materiales, los que a veces producen procesos de reduccin en el barniz. Por lo general, las piezas de raku tienen una coloracin dispareja, manchada o tornasoleada, y los resultados no son fciles de prever o programar con anticipacin. *

How can you tell the difference between stoneware and earthenware? Pick up a piece in your kitchen (a plate, mug or bowl). Can you tell if it's stoneware, earthenware or porcelain? First, let's find out if it's porcelain. Porcelain is translucent. (Stoneware and earthenware is not.) Put the piece up against a light. If you can see light through the piece, it's porcelain. If it's completely opaque, it's not porcelain.Second, let's figure out if it's earthenware or stoneware:1. Pick up your piece and feel the weight. If it feels pretty dense for its size, that's a good sign that it's stoneware.2. Look at the bottom. Is it uncoated, undecorated or unglazed on the bottom? Can you see the ware? If you can see it and it is a buff color or darker with a texture, then it is most likely stoneware. 3. Stoneware has the "look" of hand made pottery; it has a texture to it, where earthenware does not. If you have a piece that has a chip in it, take a look at the chipped part. Is it very white and chalky looking? Can you scrape off more of the piece with your fingernail? If you can, then it is probably earthenware. Earthenware, when fired, has a white, chalky look. Stoneware, when fired, has a darker, textured look.4. Look at your piece. Are there any parts that are unglazed? Is there a textured clay showing through? If yes, it is stoneware.*

3.1 Calcular el factor de empacado mximo y el porcentaje de partculas en volumen para una mezcla de partculas finas y gruesas de la misma densidad de partcula, las cuales empacan con FE = 0.60. La relacin de tamaos es mayor de 7.3.2 Si en el ejemplo anterior, las partculas gruesas fueran carburo de silicio, con una densidad de 3.21 g/cm3 y las finas fueran almina de una densidad de 3.98 g/cm3, Cules seran las proporciones de partculas en % en peso?3.3 Estimar el FEmax para un sistema de dos componentes con teniendo partculas de CSi grueso y finos de almina alfa. Considere un FE = 0.50 para cada componente.3.4 Un refractario es preparado combinando almina tabular gruesa, mediana y fina que tienen una densidad aparente de 3.60, 3.68 y 3.86 g/cm3, respectivamente. Calcular el factor de empacado terico y la cantidad (en % en peso) de cada tamao. PROBLEMAS PROPUESTOS:*

3.5 Desarrolle una ecuacin que exprese la superficie especifica cuando a un cubo de 1.00 cm de arista y de densidad 2.65 g/cm3, se le corta en n cubos iguales. Solucin:3.X Estime el volumen de gas desprendido por la termlisis de 2 % en peso de alcohol polivinlico (PVA) [-CH4-CHOH-]n de un polvo compacto de almina, teniendo un FE de 0.60. Considere que el gas es desprendido a 350 C y los productos de combustin gaseosa son CO2 y H2O. El peso molecular promedio de un monmero de PVA es 44 g/mol. PROBLEMAS PROPUESTOS:*

3.6 Se desea preparar una suspensin para colado en cinta, que contenga 50 % en vol de Al2O3 y 50 % en vol del ligante polivinil butiral (PVB). La densidad de la almina es de 3.98 g/cm3 y la del PVB es de 1.08 g/cm3. Cuntos kilogramos de suspensin son necesarios de preparar para producir 200 kilogramos de cinta de almina?3.7 Un viscosmetro de cilindro concntrico con un dimetro de eje de 26 mm y un dimetro externo de 28 mm es usado para determinar la viscosidad de una suspensin cermica bien defloculada. La longitud efectiva es de 50 mm. Cuando el eje esta girando a 60 rpm, el torque es 2.4 x 10-3 Nm. Calcule la viscosidad aparente de la suspensin . 3.8 Una pasta para moldeo por inyeccin contiene 18 % en peso de parafina y 82 % en peso de almina. Cul es el % en volumen de parafina? La densidad de la parafina es de 0.91 g/cm3. PROBLEMAS PROPUESTOS:*

3.9 Un sustrato de almina, hecho por prensado en seco, tiene una densidad en verde despus de secado (base inorgnica) de rg= 2.39 g/cm3 y una densidad de quemado (rf) de 3.96 g/cm3. Cules son los porcentajes de contraccin volumtrica y lineal, considerando que la contraccin es isotrpica? Cul es la densidad y porosidad del material?3.10 Cul es el porcentaje en peso que se pierde durante la calcinacin de a) caolin, b) carbonato de calcio y, c) Al(OH)3.3.11 Un producto cermico fue hecho con 10% en peso de MgCO3, 30% en peso de talco (3MgO4SiO2.H2O y 60% en peso de caolinita ((Al2Si2O5(OH)5). Determine la composicin final del producto despus del quemado. Cules son las fases que se encontraran, si se alcanza el equilibrio?

PROBLEMAS PROPUESTOS:*

***Grinding = moliendaLapping = envolturaHoning = afilado**Consistencia de polvo seco. Consiste de partculas discretas y aglomerados aleatorios producidos por fuerzas atractivas interparticulas de Van der Walls, electrosttica, o magntica.Consistencia de granulado. Se forma cuando un liquido humectante de baja viscosidad es esparcido en un polvo agitado seco. Las particulas secas se adhieren en grupos de particulascon superficies humedas y su tamao se incrementa. Las fuerzas ligantes en aglomerados son fuerzas capilares del liquido humectante, fuerzas de coagulacion entre particulas, y fuerzas de floculacin provistas por un ligante adsorbido. Un material granulado es comnmente usado como un material alimentado cuando el formado de un producto cermico es por prensado. Consistencia de plastica: La masa cohesiva es muy resistente al corte, y puede tener propiedades parecidas al plastico si una fraccin significativa del polvo es submicrometrica en tamao y las partculas estn coaguladas. La plasticidad puede estar especialmente bien desarrollada cuando una arcilla o ligante orgnico cubre a las partculas.El material teniendo una consistencia plstica es comnmente usado para procesos de formado de extrusin, jiggering y prensado plastico.Consistencia de pasta. El comportamiento al flujo de la pasta depende del contenido de particulas de tamao coloidal y de las fuerzas de coagulacin. La presencia de un ligante floculante puede incrementar significativamente su cohesin y resistencia al corte. La consistencia de pasta esw comunmente usada para imprimir pelculas gruesas sobre sustratos para ceramicos electronicos, decoracin cermica, y como morteros y cementos. *Control de quemado: con conos pirometricos*Solucin:rea = nxnxnx (1.00 cm/n)x((1.00 cm/n)x6 = n x 6 x 1.00 cm2

Numero de cubos = n3

Superficie especifica = (nx1.00 cm2 x 6)/2.65 g

Prueba:rea (arista 1 .00 cm) = 1 x 1.00 cm2 x 6 = 6 cm2 Numero de cubos = 13 = 1

rea (arista 0.50 cm) = 2 x 1.00 cm2 x 6 = 12 cm2 Numero de cubos = 23 = 8

rea (arista 7.81 x 10-3 cm) = 128 x 1.00 cm2 x 6 = 768 cm2 Numero de cubos = 1283 = 2.1 x 106

rea (arista 1.22 x 10-4 cm) = 8192 x 1.00 cm2 x 6 = 4.82 x 104 cm2 Numero de cubos = 81923 = 5.50 x 1011

Arista 1.22 x 10-4 cm es igual a 1.22 mm (limite superior del tamao de la arcilla)**