2012 T2 Capitulo 7 Materiales Ceramicos

Tema 2 - Materiales No Metálicos
Tema 2 – Capítulo 7 - Materiales Cerámicos.

MATERIALES CERÁMICOS:
-

DEFINICIÓN

Inorgánicos.
Generalmente cristalinos.
Constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
Enlaces iónicos ó covalentes.
Obtenidos a partir de polvos y posterior proceso de
sinterización a elevadas temperaturas.

MATERIALES CERÁMICOS:

RESEÑA HISTÓRICA.

- Uso desde las primerascivilizaciones.
- Cerámicos de alta tecnología o cerámicos avanzados (2-3
últimas décadas).

MATERIALES CERÁMICOS:

PROPIEDADES

- Alta dureza.
- Alta resistencia a compresión.
- Baja conductividad térmica y eléctrica (si bien existen
cerámicas superconductoras).
- Elevada estabilidad química con la temperatura.
- “Ligeros”.
- Puntos débiles: fragilidad y escasa fiabilidad.

MATERIALES CERÁMICOS:CLASIFICACIÓN

POR SU ORIGEN
- CERÁMICAS NATURALES.
- CERÁMICAS TRANSFORMADAS.
- CERÁMICAS SINTÉTICAS.
POR SU CAMPO DE APLICACIÓN
- VIDRIOS.
- ARCILLA COCIDA.
- ABRASIVOS.
- REFRACTARIOS.
- CEMENTOS.
- CERÁMICAS AVANZADAS.

MATERIALES CERÁMICOS:

ESTRUCTURA

- ESTRUCTURA ATÓMICA:
- CRISTALINA.
- AMORFA O VÍTREA.
- LOS POROS COMO PARTE DE LA ESTRUCTURA.

MATERIALES CERÁMICOS:

CLASIFICACIÓN PORSU ESTRUCTURA.
- CERÁMICAS IONICAS.
- CERÁMICAS COVALENTES.
- SÍLICE Y SILICATOS.
- ALEACIONES CERÁMICAS.
- CERÁMICAS CRISTALINAS.
- VIDRIOS CERÁMICOS.
- CERÁMICAS VÍTREAS.

MATERIALES CERÁMICOS: CERÁMICAS IONICAS

- FORMADAS POR UN METAL + UN NO METAL:
UNIÓN POR ATRACCIÓN ELECTROSTÁTICA ENTRE
+ y -.
- EJEMPLOS:
 HALITA: NaCl.
 ALUMINA: Al2O3. (cerámica estructural, usada para
corte, abrasivo,refractario,...)
 ZIRCONA: ZrO2. (cerámica ingenieril, usada como
superficie antidesgaste).
 MAGNESIA: MgO. (cerámica ingenieril, usada en
hornos como refractario, punto de fusión > 2000 ºC).

MATERIALES CERÁMICOS: CERÁMICAS COVALENTES

- Formadas por dos NO METALES: unión por uso compartido
de electrones entre átomos vecinos.
- EJEMPLOS:
 SILICE: SiO2
 DIAMANTE: C
 SILICIO: Si
 GRAFITO: C CARBURO DE SILICIO: SiC.(cerámica estructural
muy dura, equivale a sustituir la en la estructura del
diamante la mitad de los carbonos por silicio).
 Si3N4: (cerámica usada como cojinete en motores).

MATERIALES CERÁMICOS:

SÍLICE Y SILICATOS

- ABUNDANTES Y BARATOS.
- La unidad básica es la que resulta si sustituimos los C en el
diamante por tetraedros de SiO4.
- EJEMPLOS:
 Monómeros.
Dímeros.
 Estructuras de cadena.
 Estructuras laminares. (arcillas
capas de silicato lubricadas por
capas de agua).
 Redes tridimensionales. (sílice
pura).

a) Monómero
a) Monómero

b) dimero de
b) dimero de

C) cadena de silicatos (Mg
C) cadena de silicatos (Mg

d) silicato laminar
d) silicato laminar

Elevaci
Elevaci

MATERIALES CERÁMICOS:

ALEACIONES CERÁMICAS

- Las cerámicas al igual que losmetales forman aleaciones unas con
otras.
- En las aleaciones de metales se busca aumentar:
- límite elástico.
- la resistencia a la fatiga
- ó la resistencia a la corrosión.
- En las aleaciones cerámicas se busca:
- Mejorar tenacidad.
- Conseguir densificación total.

MATERIALES CERÁMICOS: CERÁMICAS CRISTALINAS

- Forman microestructuras policristalinas.
- En la microestructura veremos: granos,bordes de grano,
poros anclados entre granos, microgrietas.
- Los niveles de porosidad pueden llegar al 20 %.
- Los poros y las microgrietas debilitan el material, sobretodo
éstas últimas.

MATERIALES CERÁMICOS:

VIDRIOS CERÁMICOS

- Se caracterizan por su ordenación atómica en cortas
distancias.
- Método de obtención de una cerámica vítrea. temperatura de
transición vítrea.
Volumen
específicoliquido

liq superenfriado.

vidrio

cristal

Tg

TM

Temperatura

- Consecuencias de la estructura abierta de los vidrios:
 Modificadores: átomos de diferentes especies que rompen
la continuidad de la red de la estructura abierta de los vidrios.
 Formadores: átomos de diferentes especies que contribuyen
a la formación de la red de la estructura abierta de los vidrios.

a)

b)

c)

Figura...