Abstract

Los materiales cerámicos se pueden fabricar a partir de una amplia variedad de métodos de conformado, dependiendo de la forma de la pieza a obtener, su tamaño, el número de piezas a producir, la microestructura deseada, su diseño y textura, etc. Sin embargo, muchos de esos métodos incluyen el empleo de suspensiones en alguna de las etapas de procesamiento, bien en las etapas de beneficiado previas al conformado, como son las de molienda y mezclado de varios componentes o la atomización para obtener gránulos de alta fluidez, o bien como material de aporte para el conformado por técnicas vía húmeda como las basadas en el colaje, entre otras. En cualquiera de estos casos, el empleo de suspensiones requiere un estudio adecuado de las condiciones de dispersión de los polvos de partida y de su comportamiento reológico con la finalidad de reducir o eliminar la presencia de defectos y mejorar la uniformidad microestructural del material una vez sinterizado.

La optimización del comportamiento coloidal y reológico permite la manipulación de las fuerzas coloidales que operan en estos sistemas complejos no solo en la etapa de preparación de la suspensión sino incluso durante el conformado para obtener una pieza en verde. Las distintas técnicas de conformado se basan en diferentes mecanismos de consolidación, que determinan las características reológicas que debe satisfacer la suspensión en cada caso y condicionan la eficacia del empaquetamiento de partículas para producir piezas en verde más densas y homogéneas.

En esta conferencia se presentan los conceptos básicos de estabilidad y reología de suspensiones aplicados al procesamiento cerámico y se muestran diversos ejemplos que ilustran el papel fundamental del control de la reología en el diseño de materiales cerámicos con los requerimientos geométricos y microestructurales deseados. Por otra parte, se mostrarán ejemplos del uso y adecuación de suspensiones a distintas técnicas de conformado para obtener tanto piezas con geometría compleja como sustratos y recubrimientos. Otra ventaja del procesamiento coloidal es que se pueden combinar distintas técnicas de conformado para obtener materiales combinando partes con distinta forma y textura o materiales con estructura laminar. Esto hace posible la preparación de materiales compuestos y materiales con microarquitecturas prediseñadas a partir de técnicas de fabricación simples y de bajo costo. Una ventaja adicional del procesamiento coloidal es que se pueden preparar suspensiones de multitud de materiales, incluyendo cerámica tradicional y avanzada, materiales derivados del carbono, metales, etc, lo que hace de esta tecnología un método muy eficaz para la obtención de materiales compuestos a partir de polvos.