¿Qué son las cerámicas?
Una cerámica es un sólido inorgánico no metálico formado por compuestos metálicos o no metálicos a los que se les ha dado forma y luego se han endurecido calentándolos a altas temperaturas. En general, son duros, resistentes a la corrosión y frágiles.
La palabra «cerámica» proviene del griego y significa «alfarería». Los objetos domésticos de arcilla, los objetos de arte y los productos de construcción nos resultan familiares, pero la alfarería es sólo una parte del mundo de la cerámica.
En la actualidad, el término «cerámica» tiene un significado más amplio e incluye materiales como el vidrio, la cerámica avanzada y algunos sistemas de cemento también.
Cerámica tradicional – alfarería
La alfarería es una de las tecnologías humanas más antiguas. Fragmentos de cerámica de arcilla encontrados recientemente en la provincia china de Hunan han sido datados con carbono con una antigüedad de entre 17.500 y 18.300 años.
Los principales tipos de cerámica se describen como loza, gres y porcelana.
La loza se utiliza ampliamente para la vajilla y los objetos decorativos. Es uno de los materiales más antiguos utilizados en la alfarería.
La arcilla se cuece a temperaturas relativamente bajas (1.000-1.150°C), produciendo un producto ligeramente poroso y grueso. Para superar su porosidad, el objeto cocido se cubre con polvo de vidrio finamente molido y suspendido en agua (esmalte) y se cuece por segunda vez. La loza, el Delft y la mayólica son ejemplos de loza.
La arcilla del gres se cuece a alta temperatura (unos 1.200°C) hasta que se convierte en vidrio (vitrificado). Como el gres no es poroso, el esmalte se aplica sólo para la decoración. Es un material robusto, resistente al astillado y duradero, adecuado para su uso en la cocina para cocinar, hornear, almacenar líquidos y como platos para servir.
La porcelana es una cerámica blanca muy dura y translúcida. Las primeras formas de porcelana se originaron en China alrededor del año 1600 a.C., y hacia el año 600 d.C., la porcelana china era un producto muy apreciado por los comerciantes árabes. Debido a que la porcelana se asociaba con China y se utilizaba a menudo para fabricar platos, tazas, jarrones y otras obras de arte, a menudo recibe el nombre de «porcelana fina».
Para fabricar la porcelana, se muelen pequeñas cantidades de vidrio, granito y minerales de feldespato con arcilla blanca fina de caolín. A continuación, se añade agua al fino polvo blanco resultante para poder amasarlo y darle forma. Se cuece en un horno a una temperatura de entre 1.200 y 1.450°C. A continuación se aplican esmaltes decorativos y se vuelve a cocer.
La porcelana de huesos -más fácil de fabricar, más dura de astillar y más resistente que la porcelana- se fabrica añadiendo cenizas de huesos de ganado a la arcilla, minerales de feldespato y arena fina de sílice.
Cerámica avanzada – nuevos materiales
La cerámica avanzada no suele estar basada en la arcilla. En su lugar, se basan en óxidos o no óxidos o en combinaciones de ambos:
- Los óxidos típicos utilizados son la alúmina (Al2O3) y la circonia (ZrO2).
- Los no óxidos suelen ser carburos, boruros, nitruros y siliciuros, por ejemplo, el carburo de boro (B4C), el carburo de silicio (SiC) y el disiliciuro de molibdeno (MoSi2).
Los procesos de producción implican, en primer lugar, la mezcla a fondo de los polvos de material constitutivo muy fino. Después de darles forma a un cuerpo verde, éste se cuece a alta temperatura (1.600-1.800°C). Este paso suele realizarse en una atmósfera sin oxígeno.
La alta temperatura permite que los diminutos granos de los componentes cerámicos individuales se fusionen, formando un producto duro, resistente, duradero y anticorrosivo. Este proceso se denomina sinterización.
Aplicaciones de la cerámica avanzada
Los materiales cerámicos avanzados están ahora bien establecidos en muchas áreas de uso cotidiano, desde los imanes de los frigoríficos hasta una gama cada vez mayor de industrias, incluyendo la producción y el procesamiento de metales, la industria aeroespacial, la electrónica, la automoción y la protección del personal.
En la medicina moderna, la cerámica avanzada -a menudo denominada biocerámica- desempeña un papel cada vez más importante. Las biocerámicas, como la alúmina y la zirconia, son materiales duros y químicamente inertes que pueden pulirse hasta alcanzar un alto nivel de acabado. Se utilizan como implantes dentales y como sustitutos óseos en operaciones ortopédicas como la sustitución de cadera y rodilla. Más información sobre los usos de la cerámica avanzada.