Ingenieria
Páginas: 5 (1245 palabras)
Publicado: 29 de octubre de 2013
MATERIALES CERÁMICOS
INTRODUCCIÓN
Los materiales cerámicos son compuestos químicos inorgánicos o soluciones complejas, constituidos por elementos metálicos y no metálicos unidos entre sí principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes; con gran aplicación en alfarería, construcción, utensilios de cocina, dispositivos eléctricos...
Esta gran versatilidad de aplicaciones se deben aque poseen propiedades muy características que no pueden ser obtenidas con ningún otro material.
TIPO DE SUSTANCIA
Son compuestos inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
Su enlace puede ser iónico o covalente.
Presenta estructura cristalina.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Un gran número de materiales cerámicos poseen estructuras típicas como la estructura del NaCl,de blenda (ZnS) y de fluorita (CaF2). Sin embargo la mayoría de los cerámicos tienen estructuras cristalinas más complicadas y variadas. Entre estas estructuras podríamos destacar las más importantes como son:
• Estructura perovskita (CaTiO3). Ejemplo: BaTiO3, en la cual los iones de bario y oxigeno forman una celda unidad cúbica centrada en las caras con los iones bario en los vértices de lacelda unidad, y los iones oxido en el centro de las caras, el ión titanio se situará en el centro de la celda unidad coordinado a seis iones oxigeno.
• Estructura del corindón (Al2O3). Es similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unidad están asociados 12 iones de metal y 18 de oxigeno.
• Estructura de espinela (MgAl2O4). Donde los iones oxigeno forman un retículocúbico centrado en las caras y los iones metálicos ocupan las posiciones tetraédricas u octaédricas dependiendo del tipo de espinela en particular.
• Estructura de grafito. Tiene una estructura hexagonal compacta.
PROPIEDADES
• PROPIEDADES MECÁNICAS
Son duros y frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedanenfrentados provocando la rotura del enlace),este echo supone una gran limitación en su número de aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.
Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el deslizamiento de bordes de grano.
• PROPIEDADES MAGNÉTICAS
No suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargo podemos encontrarcerámicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y granates. Éstas son las llamadas cerámicas ferrimagnéticas. En estas cerámicas los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magnético se produzca como resultado una imantación neta.
• PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienenuna alta resistencia dieléctrica y baja constate dieléctrica.
Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de polarizarse.
• PROPIEDADES TÉRMICAS
La mayoría de los materiales cerámicos tienen bajas conductividades térmicas debido a sus fuertes enlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la banda de covalencia y la banda de conducción enestos materiales es demasiado grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción, por este echo son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas, químicas cerámicas y del vidrio.
CLASIFICACIÓN
• Materiales cerámicos tradicionales:
1. Arcilla
2. Sílice3. Feldespato
• Materiales cerámicos de uso específico en ingeniería:
1. Oxido de aluminio
2. Carburo de silicio
3. Nitruro de silicio
APLICACIONES
• Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al calor.
• Losetas térmicas (trasbordadores espaciales), por su baja conductividad térmica.
• Fabricación de materiales de construcción (ladrillos, cemento,...
INTRODUCCIÓN
Los materiales cerámicos son compuestos químicos inorgánicos o soluciones complejas, constituidos por elementos metálicos y no metálicos unidos entre sí principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes; con gran aplicación en alfarería, construcción, utensilios de cocina, dispositivos eléctricos...
Esta gran versatilidad de aplicaciones se deben aque poseen propiedades muy características que no pueden ser obtenidas con ningún otro material.
TIPO DE SUSTANCIA
Son compuestos inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
Su enlace puede ser iónico o covalente.
Presenta estructura cristalina.
ESTRUCTURA CRISTALINA
Un gran número de materiales cerámicos poseen estructuras típicas como la estructura del NaCl,de blenda (ZnS) y de fluorita (CaF2). Sin embargo la mayoría de los cerámicos tienen estructuras cristalinas más complicadas y variadas. Entre estas estructuras podríamos destacar las más importantes como son:
• Estructura perovskita (CaTiO3). Ejemplo: BaTiO3, en la cual los iones de bario y oxigeno forman una celda unidad cúbica centrada en las caras con los iones bario en los vértices de lacelda unidad, y los iones oxido en el centro de las caras, el ión titanio se situará en el centro de la celda unidad coordinado a seis iones oxigeno.
• Estructura del corindón (Al2O3). Es similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unidad están asociados 12 iones de metal y 18 de oxigeno.
• Estructura de espinela (MgAl2O4). Donde los iones oxigeno forman un retículocúbico centrado en las caras y los iones metálicos ocupan las posiciones tetraédricas u octaédricas dependiendo del tipo de espinela en particular.
• Estructura de grafito. Tiene una estructura hexagonal compacta.
PROPIEDADES
• PROPIEDADES MECÁNICAS
Son duros y frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedanenfrentados provocando la rotura del enlace),este echo supone una gran limitación en su número de aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.
Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el deslizamiento de bordes de grano.
• PROPIEDADES MAGNÉTICAS
No suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargo podemos encontrarcerámicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y granates. Éstas son las llamadas cerámicas ferrimagnéticas. En estas cerámicas los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magnético se produzca como resultado una imantación neta.
• PROPIEDADES ELÉCTRICAS
Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienenuna alta resistencia dieléctrica y baja constate dieléctrica.
Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de polarizarse.
• PROPIEDADES TÉRMICAS
La mayoría de los materiales cerámicos tienen bajas conductividades térmicas debido a sus fuertes enlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la banda de covalencia y la banda de conducción enestos materiales es demasiado grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción, por este echo son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas, químicas cerámicas y del vidrio.
CLASIFICACIÓN
• Materiales cerámicos tradicionales:
1. Arcilla
2. Sílice3. Feldespato
• Materiales cerámicos de uso específico en ingeniería:
1. Oxido de aluminio
2. Carburo de silicio
3. Nitruro de silicio
APLICACIONES
• Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al calor.
• Losetas térmicas (trasbordadores espaciales), por su baja conductividad térmica.
• Fabricación de materiales de construcción (ladrillos, cemento,...
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