Cerámicos Química Básica

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD ZACATENCO

Química Básica

“ CERAMICOS ”

Fecha de realización. 30 de Noviembre del 2012

1. Cerámicos.
Los materiales cerámicos son sólidos, formados principalmente por un metal y un no metal, y la unión entre los átomos se da mediante enlaces iónicos o covalentes. Se forman calentando elcompuesto químico y luego dejándolo enfriar. Dependiendo del tipo de enfriamiento que sufra, se pueden tener materiales cristalinos (moléculas ordenadas) o amorfos (moléculas desordenadas).
Los aislantes cerámicos se forman a partir de silicatos pulverizados y otros óxidos y otros óxidos metálicos, y se cuecen a continuación. Se trata de un proceso de sinterización.
Una pasta o cuerpo cerámico es laparte esencial y la que constituye en si a la cerámica, es el resultado de una mezcla compuesta básicamente por materiales arcillosos llamados también materiales plásticos; siendo la arcilla el elemento constitutivo mas importante para las cerámicas tradicionales (las nuevas cerámicas están compuestas de otros tipos de minerales y pueden no estar mezcladas).

1.1. Estructura Química
Secaracterizan por tener enlace covalente y iónico, más fuerte que el enlace metálico y son la causa de su dureza y tenacidad, la forma de sujeción de los electrones en las moléculas de estos elementos hacen que sean conductores pobres.
Los fuertes enlaces dotan a estos materiales de altas temperaturas de fusión. Tienen estructura cristalina más compleja que la de los materiales metálicos.
Hayvarias razones para esto:
* Enlace atómico: parcial o totalmente iónico
* Iones metálicos: cationes (ceden sus electrones, [+]), aniones (aceptan
electrones, [-] ).
* Estructuras cristalinas, compuestas de dos o más elementos.
* La estructura está determinada por: el valor de la carga eléctrica de los
iones (el cristal debe ser eléctricamente neutro) y los tamaños relativos
de loscationes y aniones (número de coordinación).

a) Estructura cristalina tipo XY (X: catión, Y: anión).

* Igual número de cationes y aniones. Ejemplos: cloruro de sodio (NaCl), cloruro de cesio (CsCl), blenda (ZnS), etc.

b) Estructura cristalina tipo Xm Yp

* Número de cationes distinto del número de aniones m y p son diferentes de 1. Ejemplos: fluorita (CaF2), UO2, ThO2, etc.c) Estructura cristalina tipo XmZn Yp

* Dos tipos de cationes (X y Z) y un anión (Y). Ejemplos: perouskita (BaTiO3), SrZrO3, SrSnO3, espinela (MgAl2O4, FeAl2O4).

d) Densidad ρ de los cerámicos cristalinos
ρ=n(Ay+Ax)VcNA
n: N° de iones
∑Ay, ∑Ax: suma de pesos atómicos de cationes y aniones, respectivamente
Vc: volumen de la celda unitaria
NA: N° de Avogadro (&,023 x1023 iones/mol).

1.2. Clasificación de los cerámicos.
Los materiales cerámicos se clasifican en distintos grupos subdivididos a su vez según sus materias primas.
Clasificación de los cerámicos de acuerdo a su aplicación
MATERIALES CERAMICOS

Abrasivos, cementos y cerámicas avanzadas
Vidrios
Productos de Arcilla
Refractarios

Productos estructurales de arcilla y porcelanasVidrios y Vitroceramicas
Arcilla refractaria, Sílice, Básico, Especial

El rasgo característico que tienen en común todos estos materiales es que son compuestos de metales y no metales.

Los materiales cerámicos se caracterizan por ser:

* Duros
* Muy frágiles
* Resistentes a las roturas por cargas estáticas
* Resistente a las lejías
* Resistente a los ácidos
*Resistente a la tracción

Clasificación según su composición básica, los materiales cerámicos se dividen en cinco grandes grupos, que se definen a continuación.

GRUPO I. Comprende los materiales construidos predominantemente por silicatos de aluminio (arcilla, caolín, etc.), los más conocidos son la porcelana y la loza vidriada

GRUPO II. Comprende los materiales en cuya constitución entra...