Materiales cerámicos

Materiales de Ingeniería – E. Donoso

6. MATERIALES CERÁMICOS 6.1 Estructura de los cerámicos Ø Enlace atómico: parcial o totalmente iónico Ø Iones metálicos: cationes (ceden sus electrones, +),aniones (aceptan electrones, - ). Ø Estructuras cristalinas, compuestas de dos o más elementos. Ø La estructura está determinada por: el valor de la carga eléctrica de los iones (el cristal debe sereléctricamente neutro) y los tamaños relativos de los cationes y aniones (número de coordinación). a) Estructura cristalina tipo XY (X: catión, Y: anión) Ø Igual número de cationes y aniones. Ø Ejemplos:cloruro de sodio (NaCl), cloruro de cesio (CsCl), blenda (ZnS), etc. Fig. 6.1 Enlace iónico

Fig. 6.2 Estructura del NaCl

b) Estructura cristalina tipo XmYp Ø Número de cationes distinto delnúmero de aniones Ø m y p son diferentes de 1. Ø Ejemplos: fluorita (CaF2), UO2, ThO2, etc.

Materiales de Ingeniería – E. Donoso

Fig. 6.3 Flurita (CaF2) (Ca2+, F-)

c) Estructura cristalina tipoXmZnYp Ø Dos tipos de cationes (X y Z) y un anión (Y) Ø Ejemplos: perouskita (BaTiO3), SrZrO3, SrSnO3, espinela (MgAl2O4, FeAl2O4).

Fig. 6.4 Perouskita (BaTiO3)

Ti4+ O2Ba+2

d) Densidad ρ delos cerámicos cristalinos
ρ= n(∑ A Y + ∑ A X ) Vc N A

n: N° de iones ΣAY, ΣAX: suma de pesos atómicos de cationes y aniones, respectivamente Vc: volumen de la celda unitaria NA: N° de Avogadro(&,023 x 1023 iones/mol).

Materiales de Ingeniería – E. Donoso

6.2 Cerámicas formadas por silicatos Ø Silicatos: materiales compuestos formados principalmente por silicio y oxígeno (mayoría desuelos, rocas, arcillas y arenas) Ø En vez de combinación de celdas unitarias, se usa combinación de tetraedros SiO44-. Fig. 6.5 Tetraedro de SiO44-

a) Sílice Ø Silicato más simple: dióxido de silicio ósílice Fig. 6.6 Sílice (SiO2)

b) Silicatos más complejos Ø Uno, dos o tres de los átomos de oxígeno del tetraedro son compartidos por otros tetraedros. Ø Ejemplos: SiO44-, Si2O76-, Si3O96-,...