Materiales Ceramicos

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MORELIA
“José María Morelos & Pavón”

TEMA: MATERIALES CERÁMICOS

ESPECIALIDAD: INGENIERIA ELÉCTRICA.
MATERIA: MATERIALES
ALUMNO: OSCAR E. GUERRA C.
FECHA: A 3 de Octubre del 2012

MATERIALES CERÁMICOS

Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos, constituidos por elementos metálicos y no metálicos enlazados principalmente medianteenlaces iónicos y/o covalentes. Las composiciones químicas de los materiales cerámicos varían considerablemente, desde compuestos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas.
Las propiedades de los materiales cerámicos también varían mucho debido a diferencias en los enlaces. En general, los materiales cerámicos son típicamente duros y frágiles con baja tenacidad y ductilidad. Losmateriales cerámicos se comportan usualmente como buenos aislantes eléctricos y térmicos debido a la ausencia de electrones conductores, normalmente poseen temperaturas de fusión relativamente altas y, asimismo, una estabilidad relativamente alta en la mayoría de los medios más agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces. Debido a estas propiedades los materiales cerámicos sonindispensables para muchos de los diseños en ingeniería. 
En general, los materiales cerámicos usados para aplicaciones en ingeniería pueden clasificarse en dos grupos: materiales cerámicos tradicionales y materiales cerámicos de uso específico en ingeniería. Normalmente los materiales cerámicos tradicionales están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice(pedernal) y feldespato. Ejemplos decerámicos tradicionales son los ladrillos y tejas utilizados en las industrias de la construcción y las porcelanas eléctricas de uso en la industria eléctrica. Las cerámicas ingenieriles, por el contrario, están constituidas, típicamente, por compuestos puros o casi puros tales como oxido de aluminio ( Al2O3), carburo de silicio(SiC), y nitruro de silicio(Si3N4). Ejemplos de aplicación de lascerámicas ingenieriles en tecnología punta son el carburo de silicio en las áreas de alta temperatura de la turbina del motor de gas, y el óxido de aluminio en la base del soporte para los circuitos integrados de los chips en un módulo de conducción térmica.
Estructuras de los Cerámicos Sencillos:
Algunos compuestos cerámicos con estructuras cristalinas relativamente sencillas están recogidos en latabla 10.1 con sus puntos de fusión.

Tabla 10.1
Compuesto cerámico | Punto de Fusión,°C | Compuesto cerámico | Punto de Fusión,°C |
Carburo de afnio, HfC | 4150 | Carburo de boro, B4C | 2450 |
Carburo de titanio, TiC | 3120 | Oxido de aluminio, Al2O3 | 2050 |
Carburo de wolframio, WC | 2850 | Dióxido de silicio, SiO2 | 1715 |
Oxido de magnesio. MgO | 2798 | Nitruro de silicio, Si3N4| 1900 |
Carburo de silicio, SiC | 2500 | Dióxido de titanio, TiO2 | 1605 |
En los compuestos cerámicos listados, el enlace atómico es una mezcla de los tipos iónico y covalente para los enlaces entre átomos en estos compuestos se pueden obtener considerando las diferencias de electronegatividad entre los diferentes tipos de átomos en los compuestos y utilizando la ecuación de Pauling para elporcentaje de carácter iónico. La cantidad de enlace iónico o covalente entre los átomos de estos compuestos es importante porque determina en alguna medida que tipo de estructura cristalina se formara en el compuesto cerámico. 
Los sólidos (cerámicos) iónicos el empaquetamiento de los iones está determinado principalmente por los siguientes factores:
1-     El tamaño relativo de los iones enel sólido iónico (considerando los iones como esferas compactas de radio definido).
2-     La necesidad de balancear las cargas electrostáticas para mantener la neutralidad eléctrica en el sólido iónico.
 

Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un sólido iónico:
Los sólidos iónicos están formados por cationes y aniones. En el enlace iónico algunos átomos pierden...