Materiales

Materiales Cerámicos

Stella Maris ORDOÑEZ Departamento de Ingeniería Metalúrgica Universidad de Santiago de Chile

UBICACIÓN DE LOS CERÁMICOS DENTRO DEL CAMPO DE LOS MATERIALES

MATERIALESMETÁLICOS
Metales y aleaciones

CERÁMICOS
Sólidos inorgánicos no metálicos

POLÍMEROS
Sólidos orgánicos

COMPUESTOS
Mezcla de los anteriores en forma sólida consolidada

Materialescerámicos: sólidos inorgánicos no metálicos Especialmente atractivos por: • • • • • • • Estabilidad térmica Dureza Rigidez Baja densidad Resistencia al desgaste Resistencia mecánica Resistencia a la oxidacióny corrosión

Clasificación de los materiales cerámicos Cerámicas tradicionales Arcillas Alfarería: ladrillos, tejas Al2O3-SiO2-K2O:aislantes eléctricos Al2O3-SiO2-MgO:elementos calefactoresMagnesitas, cromitas Porcelanas Cordieritas Refractarios -

Cerámicas avanzadas Oxídicas Al2O3, ZrO2, MgO Si3N4, SiC, TiB2 No oxídicas -

Limitaciones para el uso de cerámicas avanzadas • Fragilidadinherente → fiabilidad • Costo elevado • Diseño condicionado • Poca confianza en partes críticas

Clasificación según aplicaciones
• Refractarios
Al2O3, MgO, ZrO2: moldes para fundido de metales,interiores de hornos esmeriladores, polvos de pulido

• Abrasivos
SiC, Al2O3, diamante:

• Eléctricos y magnéticos
BeO, Al2O3, AlN, ZnO, ferritas: substratos, semiconductores, varistores, imanescombustible nuclear

• Nucleares
UO2:

• Biológicos
ZrO2, Al2O3: prótesis, componentes dentales

Tipo de enlace en los materales cerámicos
Es principalmente iónico o covalente, en generaluna mezcla de ambos. El carácter iónico aumenta con la diferencia en electronegatividad de los átomos que se unen.

Valores de electronegatividad
H 2.1 Li 1.0 Na 0.9

Be 1.5 Mg 1.2

B 2.0 Al 1.5C 2.45 Si 1.8

N 3.0 P 2.1

O 3.5 S 2.5

F 4.0 Cl 3.0

Porcentaje de enlace iónico vs. diferencia en electronegatividad

Fracción de enlace iónico y covalente de compuestos simples...