Cerámicos y propiedades

•CERAMICOS •
1.- DEFINICION:
Los cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos, constituidos por materiales no metálicos, y metálicos unidos por enlaces iónicos y covalentes. Las composiciones químicas de los cerámicos varían, desde compuestos sencillos a mezclas complejas de muchas fases enlazadas.
Son compuestos químicos o soluciones complejas que tienen elementos metálicos y nometálicos. Por ejemplo la alúmina (Al23O3) es un cerámico formado por dos átomos metálicos y uno no metálico, estos tipos de materiales tiene una amplia gama de propiedades mecánicas y físicas debido a sus enlaces iónicos y covalentes, los materiales cerámicos por lo general son duros, frágiles, con un alto punto de fusión, tiene baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad química ytérmica y elevada resistencia a la compresión. El SiC y el AlN tienen conductividad térmica parecida a la de los metales
2.- ESTRUCTURA QUIMICA
Los cerámicos simples están constituidos por una estructura química cristalina
Estructura cristalina de un cerámico

Existen diferentes características que componen a estos materiales cerámicas, que son dos, que son las que van a determinar la estructuracristalina, una es el valor de carga de los iones componentes y otra son los tamaños relativos de aniones y cationes


El cristal debe ser eléctricamente neutro, ósea todas las cargas negativas de los aniones deben ser iguales al número de cargas positivas de los cationes

Los tamaños de los radios iónicos de los cationes y aniones, rc y rA respectivamente. Puesto que los elementosmetálicos proporcionaran electrones al ser ionizados, los cationes son generalmente menores que los aniones, por lo tanto el cociente rc / rA es menor que la unidad


Las estructuras estables de los materiales cerámicos de forman cuando los aniones rodean un catión, están todos en contacto con el catión como se muestra en la siguiente imagen



Estructura de un cristal de Cloruro de Cesio
Lafórmula química del cloruro de cesio es CsCl y como esta estructura presenta principalmente enlace iónico, existe igual número de iones Cs (+) y Cl(-). A causa de que la relación de radios para el CsCl es de 0.94. El CsCl tiene estructura cuica (NC=8), como se muestra en la figura de abajo, Así como 8 iones de cloruro rodean un catión central cesio en la posición(1/2, ½, ½) en la celda unitaria decloruro de cesio. Los compuestos iónicos cuya estructura es similar al CsCl son CsBr, TlCl y TlBr. La estructura del CsCl no es muy importante para los materiales cerámicos, pero ilustra como la relación de radios más alta conduce a mayores números de coordinación en estructuras iónicas cristalinas



Estructura de cristalina del cloruro de sodio
La estructura cristalina del cloruro de sodio ócristal de sal de roca presenta una alta ionización en sus enlaces y su fórmula química es NaCl. De esta forma hay un mismo número de iones positivos del Na y del Cl(-) para mantener la neutralidad de cargas. En la figura que se mostrara mas abajo muestra un retículo para la celda unitaria de NaCl y la figura de su derecha muestra un modelo de esferas rigidas para la celda unitaria del NaCl, enla figura “a” los aniones del Cl ocupan uniformemente los lugares atómicos del retículo FCC y los catones Na(+) ocupan lps lugares intersticiales entre las posiciones atomicas FCC, Los centros de los iones Na (+) y Cl (-) ocupan las siguientes posiciones, indicadas en la figura “a”
Na (+): (1/2, 0, 0) (0, ½, 0) (0, 0, ½) (1/2, ½, ½)
Cl (-): (0, 0, 0) (1/2, ½, 0) (1/2, 0, ½) (0, ½, ½)Estructura Cristalina de la Blenda de cinc (ZnS)
La estructura de la bleada de cinc tiene como formula ZnC y posee la celda unitaria mostrada en la firgura de abajo, que tiene como equivalente de atomos de cinc y cuatro atomos de azufre, Un tipo de atomo (bien S o Zn) ocupa los puntos reticulares de una celda untiaria FCC y el otro tipo (indisinto de Zn o S) ocupa la otra mitad de los espacios...