Ceramicos

3.2 CERÁMICOS

3.1.2 Estructura química.

Los materiales cerámicos son compuestos químicos, más o menos complejos, que contienen en general una combinación de elementos metálicos y no metálicos, conectados entre sí por enlaces iónicos o covalentes. Considerando la etimología de la palabra cerámica (“KERAMIKOS”= COSA QUEMADA) puede deducirse otra de sus características generales: adquieren sus propiedades después de un tratamiento térmico a elevadas temperaturas. En cuanto a sus aplicaciones, van desde la fabricación de ladrillos y tejas hasta los imanes permanentes de los dispositivos electrónicos, los láseres o las losetas que recubren los ingenios espaciales.

Una definición amplia de materiales cerámicos diría que son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico.

Están formados por una combinación de fases cristalinas y/o vítreas

Los hay constituidos por una fase cristalina o una fase vítrea, denominándose monofásicos

Los constituidos por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan poli cristalinos

Los mono cristales se refieren a materiales constituidos por un solo cristal de una única fase

3.2.2 Clasificación.

En la actualidad los materiales cerámicos suelen clasificarse en los siguientes grupos de materiales estructurales:

• Arcillas

• Porcelanas

• Vidrios

• Refractarios

• Cementos

• Abrasivos

• Cerámicas avanzadas (materiales eléctricos magnéticos y ópticos)

En cualquier caso dada la gran variedad de compuestos y aplicaciones, cualquier intento de clasificación estricta es inútil, dado que siempre quedan materiales que no pueden ser clasificados en cualquiera de los grupos.

3.2.3 Propiedades físicas y Químicas

Los cerámicos se caracterizan por tener enlace covalente y iónico, más fuerte que el enlace metálico y son la causa de su dureza y tenacidad, la forma de sujeción de los electrones en las moléculas de estos elementos hacen que sean conductores pobres.

Los fuertes enlaces dotan a estos materiales de altas temperaturas de fusión.

Tienen estructura cristalina más compleja que la de los materiales metálicos.

Hay varias razones para esto:

1. Con átomos de diferente tamaños.

2. Las fuerzas iónicas son también diferentes para cada material cerámico (sílice diferente del aluminio).

3. Unión de más de dos elementos

PROPIEDADES MECÁNICAS

Los materiales cerámicos deberían ser más resistentes que los materiales metálicos pero su fina estructura de sus enlaces evitan que hayan deslizamientos, mecanismo base para un deformación clásica.

Los materiales cerámicos al igual que los metales, tienen las mismas imperfecciones cristalinas (vacantes, átomos desacomodados, pequeñas fisuras y grietas), todo eso tiende a concentrar esfuerzos y el material metálico falla por fractura.

PROPIEDADES FÍSICAS

- Pesan menos que los metales, pero más que los polímeros.

- Baja conductividad eléctrica.

- Baja conductividad térmica.

- Baja expansión y fallas térmicas.

3.2.4 Propiedades eléctricas: constante dieléctrica y rigidez dieléctrica

Los materiales cerámicos se utilizan para una gran variedad de aplicaciones eléctricas y electrónicas. Muchos tipos de cerámicos se utilizan como aislantes eléctricos para corrientes eléctricas de alto y bajo voltaje. También encontramos varios tipos de condensadores. Otro tipo de cerámicos se llaman piezoeléctrico pueden convertirse débiles señales de presión en señal eléctrica, y viceversa.

Existen tres propiedades importantes comunes de los aislantes o dieléctricos:

1-. La constante dieléctrica.

Consideramos un condensador sencillo de placas paralelas, con laminas metálicas de área A separado de una distancia d. si se aplica el voltaje V a través de

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