ceramicos quimica



INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

MAESTRO:
GONZÁLES GARCÍA FERNANDO
TRABAJO FINAL MATERIALES CERAMICOS

ALUMNOS GRUPO 1 EN LAB:
FIGUEROA MAYA HECTOR SAUL
ZINZUN MARTINEZ JOSE ZAHUINDANDA
GRUPO: 1EM1



INDICE

1.- Estructura química

2.- Clasificación

3.- Propiedades físicas yquímicas

4.- Propiedades eléctricas, constante dieléctrica y rigidez dieléctrica

5.- Materiales aislantes

6.- Materiales semiconductores

7.- Propiedades térmicas

8.- Aplicaciones en ingeniería eléctrica y electrónica

1.- Estructura química

En los materiales cerámicos el tipo de enlace es parcial o totalmente iónico, y estos en algunos casos son considerados como compuestas deiones eléctricamente cargados en lugar de átomos.
Los iones metálicos, cationes, están cargados positivamente, ya que han cedido sus electrones de valencia a los iones no metálicos, aniones, cargados negativamente. Los cerámicos por lo general están compuestas de por los menos dos elementos y a menudo por más de dos, sus estructuras cristalinas son generalmente más complejas que la de los metales.Estructuras cristalinas

Existen dos características de los iones que componen los materiales cerámicos cristalinos que determinan la estructura cristalina: el valor de la carga eléctrica de los componentes iónicos, y los tamaños relativos de los cationes y aniones.

El cristal debe ser eléctricamente neutro, es decir la suma de las cargas eléctricas de los elementos presentes en elcompuesto debe ser cero.
El segundo criterio nos indica la manera en que los aniones y cationes formaran el arreglo en el cristal del cerámico. Cada catión prefiere tener a su alrededor tantos aniones vecinos más próximos como sea posible, lo mismo pasa con los aniones.
Las estructuras más estables de los cerámicos se forman cuando los aniones que rodean un catión están todos en contacto con elcatión.

El número de coordinación está relacionado con el cociente entre los radios de los cationes y aniones. Para un número de coordinación específico existe un valor crítico mínimo de rC/rA para el cual este contacto entre anión y catión se establece, y este cociente puede ser determinado a partir de consideraciones simplemente geométricas.

Por ejemplo para cocientes menores que 0.155, elcatión, es muy pequeño, está unido a los aniones de forma lineal.

Algunos de los materiales cerámicos más comunes son aquellos en el que el número de aniones y cationes es el mismo. Se refieren en su mayoría a compuestos AX, donde A indica el catión y X el anión.
En la siguiente tabla se indican los radios de aniones y cationes de varios cerámicos.
Resumen de las estructuras cristalinas delos materiales cerámicos más comunes
Nombre de la estructura
Tipo de estructura
Empaquetamiento aniónico
Número de coordinación
Ejemplos



Catión
Anión

Cloruro de sodio

Cloruro de cesio

Blenda (esfalerita)

Fluorita

Perouskita


Espinela
AX


AX


AX


AX2

ABX3


AB2X4
FCC


Cúbica simple


FCC


Cúbica simple

FCC


FCC
6


8


48

12(A)
6 (B)

4 (A)
6 (B)
6


8


4


4

6


4
NaCl


CsCl


ZnS, SiC


CaF2

BaTiO3


MgAl2O4





Estructuras cristalinas del tipo AmXp
Si las cargas de los cationes y de los aniones no son iguales entonces puede existir un compuesto con la fórmula química AmXp, donde m y/o p son diferentes de 1. Un ejemplo puede ser la estructura AX2, la cuales la estructura cristalina de la fluorita (CaF2).

Estructuras cristalinas del tipo AmBnXp
También es posible para los compuestos cerámicos el tener más de un tipo de catión; para dos tipos de cationes representados por AmBnXp, como por ejemplo la estructura de la perkousita.

Estructuras cristalinas a partir de aniones empaquetados de forma compacta

Algunas estructuras cristalinas...