El polvo cerámico se compone principalmente de materias primas como la arcilla y los minerales, que se procesan y mezclan con diversos aditivos para formar una lechada o pasta adecuada para moldear y sinterizar.
Composición del polvo cerámico:
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Materias primas (arcilla y minerales): Los principales componentes del polvo cerámico son la arcilla y los minerales. La arcilla suele obtenerse directamente de la tierra o de minas de sal, proporcionando el material básico para formar el cuerpo cerámico. Los minerales, por su parte, pueden requerir ser procesados en una solución química antes de poder ser utilizados eficazmente en la formulación cerámica. Estos minerales contribuyen a la resistencia, durabilidad y otras propiedades físicas del producto cerámico final.
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Aditivos de procesado: Para facilitar los procesos de conformado y sinterización, los polvos cerámicos se mezclan con diversos aditivos de procesado. Entre ellos se incluyen aglutinantes, plastificantes, lubricantes, defloculantes y agua. Los aglutinantes ayudan a mantener la forma del cuerpo verde (el objeto cerámico sin cocer) al mantener unidas las partículas. Los plastificantes aumentan la flexibilidad del material, facilitando su moldeado. Los lubricantes reducen la fricción durante el proceso de prensado y los defloculantes ayudan a estabilizar la pasta impidiendo que las partículas se aglomeren.
Formación de objetos cerámicos:
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Preparación de la pasta: El primer paso en la fabricación de objetos cerámicos consiste en mezclar el polvo cerámico con agua, aglutinante, defloculante y otros aditivos para formar una pasta. A continuación, esta lechada se seca por pulverización para obtener un polvo fino y fluido adecuado para ser prensado en un molde.
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Moldeado: El polvo secado por pulverización se coloca en un molde y se prensa para formar un cuerpo verde. Para dar a los polvos cerámicos la forma deseada, se utilizan técnicas como el prensado uniaxial, el prensado isostático, el moldeo por inyección, la extrusión, el colado en barbotina, el colado en gel y el colado en cinta.
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Secado y quemado del aglutinante: El cuerpo verde se seca y se calienta a baja temperatura para quemar el aglutinante. Este paso es crucial, ya que prepara el cuerpo para el proceso de sinterización a alta temperatura.
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Sinterización: El último paso consiste en sinterizar la cerámica a altas temperaturas, lo que fusiona las partículas cerámicas, reduciendo significativamente la porosidad del material y aumentando su resistencia y durabilidad. La sinterización puede realizarse bajo presión (prensado isostático en caliente) o sin presión (sinterización sin presión), en función de las propiedades deseadas de la cerámica.
Formulaciones cerámicas avanzadas:
En algunos casos, se añaden polvos metálicos a la formulación cerámica para crear compuestos metal-cerámica. Estos materiales, conocidos como cermets, combinan la resistencia a altas temperaturas y la dureza de la cerámica con la tenacidad y ductilidad de los metales. Algunos ejemplos comunes son el aluminio sinterizado (óxido de aluminio), el berilio sinterizado (berilio - óxido de berilio) y el níquel TD (níquel - óxido de torio).
En resumen, el polvo cerámico se fabrica a partir de una combinación de arcilla y minerales, se procesa con diversos aditivos para facilitar el moldeado y la sinterización, y puede mejorarse aún más con la adición de polvos metálicos para crear compuestos avanzados.
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