Curso de materiales refractarios

Curso de Materiales Refractarios y Cerámicos

En innumerables procesos industriales o incluso en nuestro hogar, muchas veces precisamos de materiales que sean capaces de resistir temperaturas muy altas (algunas veces superiores a los 1000 °C) para ello se utilizan los denominados materiales refractarios, que tienen propiedades térmicas mejores que las de muchos metales.

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¿Qué son los materiales refractarios?

La propiedad refractaria de un material hace referencia a la capacidad que tiene ese propio material para soportar elevadas temperaturas sin descomponerse, no hay un criterio definido para saber que es y que no es un material refractario, pero hay quien otorga esta propiedad si el material es capaz de soportar hasta 1600ºC y no ablandarse. Estos materiales deben tener una serie de propiedades como la resistencia a choques térmicos (cambios constantes de temperatura), ser químicamente inertes para evitar reacciones secundarias con la atmosfera que se cree o con los combustibles que existan, una baja conductividad térmica (es decir, no conducir apenas el calor) y mantener estable su tamaño esto supone un bajo coeficiente de dilatación. Se suelen utilizar principalmente en recubrimientos de hornos, incineradoras, algunas chimeneas, o para fabricar crisoles.

¿Cuáles son los materiales refractarios?

Muchos de los materiales refractarios los encontramos en minerales como la bauxita, la dolomita, la Magnesita, la cromita y la cromita. Estos minerales se han formado previamente por los óxidos de metales como el silicio, el magnesio, el aluminio, o incluso el óxido de calcio o cal viva con la que se suelen revestir las fachadas de algunas casas (de ahí que sean tan frescas en lugares de mucho calor). El carbono, o incluso el carburo de silicio, también puede actuar como material refractario, pero tienen el inconveniente de que arden en presencia de oxígeno. Para soportar temperaturas tremendamente altas se suelen utilizar otro tipo de compuestos como carburo de Hafnio que tiene un punto de fusión de 3890 °C o el Carburo de Tántalo Hafnio que posee uno de los puntos de fusión más altos conocido, llegando hasta los 4215 °C.

¿Cómo se clasifican los materiales refractarios?

Para clasificarlos se suele utilizar, sus propiedades y composición química. Las más utilizadas son:

• Según su carácter químico; en este caso se hace referencia a su reactividad, diferenciando si el material es ácido, estos son producidos a base de sílice (como el cuarzo, o la arena), básico (como lo es la magnesita) o neutro, que son los más usados por su estabilidad frente a ácidos o bases (un ejemplo es la bauxita).
• Según su composición química: En este caso se tiene en cuenta el porcentaje de cada uno de los elementos que forman el mineral. Estos se pueden clasificar, en compuestos donde la base principal es sílice, aluminio, magnesio, etc.
• Según su naturaleza química: Una clasificación muy útil para investigar y desarrollar nuevos productos, sabiendo que la mayoría de ellos provienen de los óxidos.
• Según su presentación: Es la más utilizada en el proceso de compra de este tipo de materiales, y la más útil desde el punto de vista de la ingeniería, se pueden identificar en conformados (ladrillos o piezas que han sido prefabricadas) o no conformados (ejemplo de tierras, hormigones, o fibras cerámicas)
• Según su uso final: Si son para uso industrial (materiales refractarios densos), si se usan como sistema aislante y optimizar el consumo térmico, etc.

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