MATERIALES CER MICOS

MATERIALES CERÁMICOS

Los materiales cerámicos son compuestos químicos inorgánicos o soluciones complejas, constituidos por elementos metálicos y no metálicos unidos entre sí principalmente mediante enlaces iónicos y/o covalentes; con gran aplicación en alfarería, construcción, utensilios de cocina, dispositivos eléctricos...
Esta gran versatilidad de aplicaciones se deben a que poseenpropiedades muy características que no pueden ser obtenidas con ningún otro material.

TIPO DE SUSTANCIA

Son compuestos inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
Su enlace puede ser iónico o covalente.
Presenta estructura cristalina.

ESTRUCTURA CRISTALINA

- Estructura atómica:

- Cristalina.

- Amorfa o vítrea.

- Los poros como parte de la estructura.

CLASIFICACIÓN POR SUESTRUCTURA.

- Cerámicas iónicas.

- Cerámicas covalentes.

- Sílice y silicatos.

- Aleaciones cerámicas.

- Cerámicas cristalinas.

- Vidrios cerámicos.

- Cerámicas vítreas.


Un gran número de materiales cerámicos poseen estructuras típicas como la estructura del NaCl, de blenda (ZnS) y de fluorita (CaF2). Sin embargo la mayoría de los cerámicos tienen estructuras cristalinas máscomplicadas y variadas. Entre estas estructuras podríamos destacar las más importantes como son:
Estructura perovskita (CaTiO3). Ejemplo: BaTiO3, en la cual los iones de bario y oxigeno forman una celda unidad cúbica centrada en las caras con los iones bario en los vértices de la celda unidad, y los iones oxido en el centro de las caras, el ión titanio se situará en el centro de la celda unidadcoordinado a seis iones oxigeno.
Estructura del corindón (Al2O3). Es similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unidad están asociados 12 iones de metal y 18 de oxigeno.
Estructura de espinela (MgAl2O4). Donde los iones oxigeno forman un retículo cúbico centrado en las caras y los iones metálicos ocupan las posiciones tetraédricas u octaédricas dependiendo del tipo deespinela en particular.
Estructura de grafito. Tiene una estructura hexagonal compacta.

PROPIEDADES

- Alta dureza.

- Alta resistencia a compresión.

- Baja conductividad térmica y eléctrica (si bien existen cerámicas superconductoras).

- Elevada estabilidad química con la temperatura.

- “Ligeros”.

- Puntos débiles: fragilidad y escasa fiabilidad.
Y otras como:

PROPIEDADES MECÁNICAS

Son durosy frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedan enfrentados provocando la rotura del enlace),este echo supone una gran limitación en su número de aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.
Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite eldeslizamiento de bordes de grano.

PROPIEDADES MAGNÉTICAS

No suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargo podemos encontrar cerámicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y granates. Éstas son las llamadas cerámicas ferrimagnéticas. En estas cerámicas los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al aplicar un campo magnético se produzca comoresultado una imantación neta.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienen una alta resistencia dieléctrica y baja constate dieléctrica.

Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de polarizarse.

PROPIEDADES TÉRMICAS

La mayoría de los materiales cerámicos tienen bajas conductividades térmicas debido a sus fuertesenlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la banda de covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción, por este echo son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas,...