lamina


INTRODUCCION


Los materiales cerámicos usados para aplicaciones en ingeniería pueden clasificarse en dos grupos: materiales cerámicos tradicionales y materiales cerámicos de uso especifico en ingeniería. Normalmente, los cerámicos están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice (pedernal) y feldespato.

Los cerámicos de ingeniería están constituidos por compuestos puroso casi puros tales como oxido de aluminio, carburo de silicio y nitruro de silicio.

Ejemplos de aplicación de los cerámicos ingenieriles en tecnología de punta son el carburo de silicio en las aéreas de alta temperatura del motor de automatización de turbina de gas experimental AGT-100 y el oxido de aluminio en la base del soporte para los circuitos integrados de los chips en un modulo deconducción térmica.







1.- Estructura cristalina de los cerámicos sencillos

1.1 Compuestos cerámicos sencillos con sus puntos de fusión.
Compuesto cerámico Punto
De fusión, °C
Compuesto cerámico Punto de fusión, °C
HfC 4150
TiC 3120
WC2850
MgO 2798
SiC 2500
B4C 2450
Al2O3 2050
SiO2 1715
Si3N4 1900
TiO2 1605

En los compuestos cerámicos listados, el enlace atómicoes una mezcla de los tipos iónicos y covalente. Valores aproximados de los porcentajes de carácter 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 el porcentaje de carácter iónico.
1.2 Porcentajes de carácteriónico y covalente del enlace para algunos compuestos cerámicos.
Compuesto cerámico
Átomos
enlazados
Diferencia de electronegatividad
%Carácter
iónico
%Carácter covalente
MgO
Mg—O
2,3
73
27
Al2O3
Al—O
2,0
63
37
SiO2
Si—O
1,7
51
49
Si3N2
Si—N
1,2
30
70
SiC
Si—C
O,7
11
89

La cantidad de enlace iónico o covalente entre los átomos de estos compuestos es importante porquedetermina, en alguna medida, que tipo de estructura cristalina se formara en cualquier compuesto cerámico.
En sólidos cerámicos iónicos el empaquetamiento de los iones esta determinado principalmente por los siguientes factores:
1.- el tamaño relativo de los iones en el solido iónico (considerando los iones como esferas compactas de radios definidos).
2.- La necesidad de equilibrar lascargas electrostáticas para mantener la neutralidad eléctrica en el solido iónico.
Cuando el enlace iónico entre los átomos tiene lugar en el estado solido, las energías de los átomos disminuyen debido a la formación de los iones y sus enlaces dentro de un solido iónico.
Los sólidos iónicos tienden a tener sus iones empaquetados tan densamente como sea posible para disminuir la energía global delsolido tanto como sea posible.
Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un solido iónico.
Los sólidos iónicos están formados por cationes y aniones. En el enlace iónico algunos atomos pierden sus electrones mas externos para convertirse en cationes y otros ganan electrones externos para convertirse en aniones. Por tanto, los cationes son normalmente más pequeños que losaniones entrelazados con ellos.
El numero de aniones que se encuentran alrededor del catión central en un solido iónico se llama numero de coordinación (NC) y corresponde al número de vecinos más cercanos que rodean al catión central, más estable es el sólido. Sin embargo, los aniones deben estar en contacto con el catión central y deben mantener neutralidad de carga.
Si los aniones no están...