Ceramicos

CERÁMICOS
Los cerámicos son sólidos, inorgánicos, no metálicos, no moleculares, que incluyen materiales cristalinos como el cuarzo (SiO2), y amorfos como los vidrios.
En los materiales cerámicos, los enlaces iónicos o covalentes polares permiten poco o ningún deslizamiento, en consecuencia la falla es resultado de la fractura quebradiza.
Son muy resistentes al calor, corrosión y deterioro.Son menos densos que los metales utilizados para aplicaciones de alta temperatura.
ESTRUCTURA
La estructura de los cristales cerámicos, que contiene varios átomos de tamaños diferentes, es de las más complejas de todas las estructuras de los materiales. Los enlaces entre estos átomos son por lo general covalentes (compartiendo enlaces de, ahí que se trate de enlaces fuertes) o iónicos (enlacesprimarios entre iones de carga opuesta, también en enlace fuerte). Estos enlaces son mucho más fuertes que los enlaces metálicos.

Figura 1. Estructura cristalina de cerámicos complejos, izquierda perovskita (BaTiO3), derecha porción de una celda de córindon (Al2O3).

En consecuencia las propiedades como dureza o la resistencia térmica y eléctrica, son significativamente más elevadas en loscerámicos que en los metales.
Los cerámicos están disponibles como un monocristal en forma policristalina, es decir, con muchos granos. El tamaño tiene una influencia principal en la resistencia y en las propiedades de los cerámicos. Mientras más fino sea el grano (de ahí el término cerámicos finos), más elevada será la resistencia y tenacidad.

Figura 2. Estructura cristalina de cerámicoscomplejos,
izquierda una porción de la celda de espinel(Mg2Al3O2), derecha grafito(C).
CLASIFICACIÓN
Los materiales cerámicos tienen una variedad de formas químicas, incluyendo óxidos (oxígeno y metales), carburos (carbono y metales) y nitruros (nitrógeno y metales).
Tabla 1. Propiedades de algunos materiales cerámicos.
Material Punto de
fusión (°C) Densidad
(g/cm3) Módulo de
Elasticidad(GPa)1 Dureza
(mohs)2
Óxidos cerámicos
Alúmina, Al2O3 2054 3.97 380 9
Berilia, BeO 2578 3.01 370 8
Zirconia, ZrO2 2710 5.68 210 8
Cerámicos no óxidos
Carburo de boro, B4C 2350 2.50 280 9
Carburo de silicio, SiC 2830 3.16 400 9
Nitruro de silicio, Si3N4 1900 3.17 310 9
1El módulo de elasticidad, expresado en unidades de presión (1 giga Pascal = 1 GPa = 1x109 Pa), indica larigidez de un material sometido a una carga. Cuanto mayor sea el valor, el material es más rígido.
2Los números en la escala de dureza de Mohs van de 1, material muy suave, hasta 10, para el diamante, la sustancia más dura conocida.

Otra forma de clasificar los cerámicos es en: cerámicas tradicionales de silicatos, como la cerámicay la porcelana, se obtienen calentando arcillas de aluminosilicatos a altas temperaturas y las modernas cerámicas avanzadas, materiales con aplicaciones de alta tecnología en ingeniería, eléctrica y biomedicina, comprenden óxidos cerámicos, como alúmina (Al2O3), y los cerámicos no óxidos, como el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de silicio (Si3N4).
APLICACIONES
A continuación aparece unbreve resumen de las de algunos de los materiales cerámicos de más amplio uso:
Alúmina (Al2O3) se utiliza para contener metales fundidos o en las aplicaciones donde el material debe operar a las altas temperaturas, pero donde también se requiere una elevada resistencia. También se utiliza como sustrato con una constante dieléctrica reducida para receptáculos o empaques electrónicos que alojanchips de silicio. Y una aplicación en los aisladores de las bujías.
Diamante (C) es el material más duro que existe en la naturaleza. Se utiliza como abrasivo para pulverizar y pulir. Se preparan recubrimientos, a partir de depósitos químicos de vapor, para herramientas de corte.
Sílice (SiO2) es el material cerámico de más uso, es el ingrediente esencial de los vidrios y de muchos otros...