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Materiales Cerámicos:
Introducción:
Los materiales cerámicos son compuestos químicos o soluciones complejas, que contienen elementos metálicos y no metálicos. Por ejemplo la alúmina es un cerámico que tiene átomos metálicos (aluminio) y no metálicos (oxígeno). Los materiales cerámicos tienen una amplia gama de propiedades mecánicas y físicas. Las aplicaciones varían desde productos dealfarería, cemento, fabricación de ladrillos y azulejos, utensilios de cocina, hasta vidrio, materiales refractarios, imanes, dispositivos eléctricos, fibras y abrasivos. El hormigón está hecho con cemento y las losetas que protegen al trasbordador espacial están hechas de sílice, un material cerámico. En la mayoría de estas aplicaciones el producto tiene una propiedad esencial o una combinaciónparticular de propiedades que no puede ser obtenida con ningún otro material; siendo esto la base de su selección.
Debido a sus enlaces iónicos o covalentes, los materiales cerámicos por lo general son duros, frágiles, con un alto punto de fusión, tienen baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad química y térmica, y elevada resistencia a la compresión. Sin embargo, a veces constituyen unenigma, pues aunque de hecho son frágiles, algunos compuestos con matriz cerámica tienen valores de tenacidad a la fractura superiores a los de algunos metales (como las aleaciones de aluminio endurecidas por envejecimiento) e incluso algunos son superplásticos. Aunque la mayoría de los productos cerámicos son buenos aislantes eléctricos y térmicos, algunos tienen conductividades térmicas parecidasa las de los metales. Los productos cerámicos como el Fe0 y el ZnO, son semiconductores y, además, han sido descubiertos materiales cerámicos superconductores.
En este capítulo analizaremos los mecanismos mediante los cuales estos materiales se deforman al aplicárseles una carga. Igualmente, es de importancia crítica observar que los materiales cerámicos son frágiles, que los defectosinevitablemente presentes en la estructura pueden hacer que el material falle por su fragilidad, que el tamaño y el número de las imperfecciones difieren en cada pieza cerámica individual y que las propiedades mecánicas sólo pueden describirse de manera estadística. Por estas razones, el comportamiento mecánico de los materiales cerámicos es menos predecible que el de los metales, por esta característica,su uso en aplicaciones críticas de alta resistencia es muy limitado.
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La estructura de los cerámicos cristalinos:

En el capítulo 3 se presentaron varias estructuras cristalinas para materiales con enlaces iónicos. En estas estructuras, los iones de las celdas unitarias ocupan sitios en la red que proporcionan lacoordinación adecuada y aseguran que se obtenga el equilibrio adecuado de cargas. Un gran número de materiales cerámicos, poseen la estructura del cloruro de sodio. La estructura de la blenda de zinc es típica del ZnS, del BeO, y del SiC; en tanto que varios materiales cerámicos, incluyendo el CaF, el Th0, y el Ce0, tienen la estructura de la fluorita. La mayoría de los cerámicos, sin embargo,tienen estructuras cristalinas más complicadas.

La estructura de los silicatos cristalinos.

Algunos materiales cerámicos contienen enlaces covalentes. Un ejemplo es la forma cristobalita del SiO, o sílice, que es una materia prima importante para los productos cerámicos (figura), La disposición de los átomos en la celda unitaria proporciona la coordinación adecuada, equilibra la carga y, además,asegura que no se viole la direccionalidad de los enlaces covalentes.

FIGURA Estructura cristalina de la cristobalita, una de las formas del Si02.
En el sílice, el enlace covalente requiere que los átomos de silicio tengan cuatro vecinos cercanos (cuatro átomos de oxígeno), creando así una estructura tetraédrica. Los tetraedros de silicio-oxígeno son las unidades estructurales fundamentales...