Clasificacion Ceramicos Esimez

ÍNDICE

Introducción……………………………………………………….......... 2

Estructura Química…………………………………………………….. 2

Clasificación……………………………………………………............. 4

Propiedades físicas y químicas……………………………………… 5

Propiedades eléctricas………………………………………………… 5

Constante dieléctrica…………………………………………... 5

Rigidez dieléctrica………………………………………………. 6

Materiales aislantes……………………………………………………... 7

Materiales semiconductores…………………………………………... 12

Propiedades térmicas…………………………………………………... 13

Aplicaciones en la ingeniería………………………………………….. 14

Conclusión………………………………………………………………... 17

Bibliografía………………………………………………………………... 17

Introducción.

La palabra cerámica se deriva del griego “Keramos”, que significa material quemado o de alfarería. La cerámica nació aun antes que la cultura griega y como tal representa a los materiales más antiguos hechos por el hombre.

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, etc. Son ejemplos actuales del uso de materiales cerámicos.

ESTRUCTURA QUIMICA

Estructuras cristalinas de cerámicas simples.

Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples.

Varios compuestos cerámicos con estructuras cristalinas relativamente sencillas, el enlace atómico es una mezcla de iones iónicos y covalentes. Los valores aproximados de los porcentajes del carácter iónico y covalente de los enlaces entre los átomos de estos compuestos se pueden obtener considerando las diferencias de electronegatividad entre los diferentes tipos de átomos en los compuestos y usando la ecuación de Pauling para el porcentaje de carácter iónico. Algunos ejemplos salen en la siguiente tabla.

Tabla 1.Porcentaje de enlace iónico y covalente de algunos compuestos.

Distribuciones iónicas sencillas en solidos enlazados iónicamente.

En solidos (cerámicos) iónicos el empaquetamiento de los iones está determinado principalmente por los siguientes factores:

El tamaño relativo de los iones en el sólido iónico (supóngase que los iones son esferas duras con radios definidos).

La necesidad de equilibrar las cargas electrostáticas para mantener una neutralidad eléctrica en el sólido iónico

Cuando el enlace iónico entre átomos se presenta en el estado sólido, las energías de los átomos disminuyen debido a la formación de los iones y a su enlace en un sólido iónico.

Imagen 1. Configuraciones estables e inestables para solidos iónicos

Estructuras de silicatos

Grandes números de materiales cerámicos contienen estructuras de silicato que constan de átomos de silicio y oxigeno (iones) enlazados entre sí en diversas distribuciones.

Unidad estructural básica de las estructuras de silicato.

El bloque de construcción básico de los silicatos es el ion tetraédrico (〖SiO〗_4^(4-)). El enlace Si—O en la estructura 〖SiO〗_4^(4-) es aproximadamente 50 porciento covalente y 50 porciento iónico.

Imagen 2. Distribución del enlace atómico del ion tetraédrico del silicato.

Estructuras cerámicas no cristalinas. Vidrios

Los vidrios son materiales que durante el proceso de enfriamiento rigidizan sin formar una estructura cristalina. En cierta forma, el vidrio se asemeja a un líquido su enfriado. Una de sus características es que tiene una estructura no cristalina o amorfa, en la que los átomos que los constituyen no están colocados en un orden repetitivo de largo alcance como existe en un sólido cristalino. En un vidrio, las estructuras de corto alcance cambian su orientación de una manera aleatoria en todo el sólido, tal como muestra la figura

Imagen 3. Estructura de un vidrio de sílice.

CLASIFICACION DE LOS CERAMICOS.

Cerámicas amorfas:

Vidrios basados en 〖SiO〗_2 + aditivos

Cerámicas tradicionales (productos de: Arcilla, Sílice, Feldespatos):

Cerámica porosa (ladrillos, alfarería, loza)

Cerámica compacta (porcelana, gres)

Cerámica refractaria (porcelana para aislantes térmicos)

Cerámicas Avanzadas o de altas prestaciones:

Cerámicas refractarias (SiC,〖Al〗_2 O_3,〖ZrO〗_2).

Piezoeléctricos y ferro eléctricos: 〖BaTiO〗_3,〖SrTiO〗_3

Electro-ópticos.

Cerámicas abrasivas: nitruros y carburos.

Cerámicas superconductoras.

Cerámicas biocompatibles

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS.

Propiedades Químicas.

Debido a que la cerámica está compuesta por óxidos, no es propensa a la oxidación; es resistente a la humedad, al agua de lluvia y a sustancias químicas del suelo.

Resiste el ataque de ácidos minerales fuertes como el clorhídrico, sulfúrico, nítrico.

Solo los ácidos fluorhídrico y fosfórico la afectan al igual que los álcalis corrosivos.

Altas temperaturas de fusión

Propiedades Físicas.

Peso ligero

Buena resistencia al desgaste y corrosión (aun a temperaturas altas)

Poca fricción

Propiedades aislantes

4. PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LAS CERÁMICAS

Los materiales cerámicos se utilizan 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:

La constante dieléctrica.

Consideramos un condensador sencillo de placas paralelas, con láminas metálicas de área A separado de una distancia d. si se aplica

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