Materiales

El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica y se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono y forma parte detodos los seres vivos conocidos.
Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante).
El carbono es un elemento muy ligero con una densidad igual a 2.268 g/cm
3. Se conocen cuatro formas alotrópicas delcarbono, además del amorfo: grafito, diamante, fullerenos y nanotubos. El 22 de marzo de 2004 se anunció el descubrimiento de una quinta forma alotrópica (nanoespumas). En lo que concierne a la tecnología de las fibras de carbono, el grafito es la forma estructural más importante del carbono. El diamante tiene una estructura en la que los átomos de carbono enlazados covalentemente estándispuestos en una configuración de tres dimensiones con una flexibilidad estructural muy pequeña. Otra forma del carbono es el fullereno Buckminster (o pelota de Bucky), con una composición molecular de C60 o C70. Grafito. El grafito es un polimorfo del carbono, que tiene una estructura cristalina (Figura 1.3.4.2.2) bien distinta de la del diamante y es también mas estable que el diamante a temperatura ypresión ambiente. La estructura del grafito esta compuesta por capas de átomos de carbono dispuestos hexagonalmente. Dentro de las capas, cada átomo de carbono esta unido a tres átomos coplanares por enlaces covalentes fuertes (≈ 525 kJ/mol) mediante los 3 orbitales sp
2. Dichas capas hexagonales, que se denominan planos basales se apilan en una secuencia
ABABAB------- como se muestra en lafigura 1.3.4.2.2. El cuarto orbital de enlace (Orbital p) participa en enlaces de tipo de Van der Waals entre las capas. Como consecuencia de estos enlaces interplanares débiles (< 10 kJ/mol) las propiedades del grafito son muy anisotrópicas. La separación interplanar es fácil lo cual origina las excelentes propiedades lubricantes del grafito.
También la conductividad eléctrica esrelativamente alta en las direcciones cristalinas paralelas a las láminas hexagonales. El módulo de elasticidad teórico del grafito es, aproximadamente, de 1000 GPa en la dirección de los planos basales y de solo 35 GPa en la dirección c perpendicular a los planos basales. En consecuencia, en una fibra de carbono ha de conseguirse un alto grado de orientación preferente de los planos hexagonales a lolargo del eje de la fibra. Así, el alineamiento de los planos basales paralelamente al eje de la fibra da lugar a fibras de elevada rigidez y debido a su baja densidad (≈ 2 Mg/m

DIAMANTE
En el diamante cada átomo de carbono está enlazado con otros cuatro átomos de carbono formando así una red tridimensional. Es de las sustancias más duras que se conocen y, de hecho, encabeza el ranking en laescala de dureza de Mohs.
Los cristales de diamante son habitualmente incoloros, si bien la presencia de impurezas (sobre todo nitrógeno y boro), así como la existencia de vacantes de oxígeno o defectos estructurales los dota también de sutiles tonos amarillentos, rosados, azules, rojos y verdes. Las impurezas (que los científicos denominan dopantes) hacen cambiar las propiedades eléctricas deldiamante, que puede pasar de ser aislante (no conduce la corriente eléctrica) en ausencia de impurezas a semiconductor (puede conducir la corriente si se le aplica un campo eléctrico apropiado).

SILICIO
l carburo del silicio ha sido el material más se ha empleado para los usos de cerámicas estructurales. Las características tales como expansión térmica relativamente baja, el alto radio...