TRABAJO DE INVESTIGACION DE LA UNIDAD V.POLIMEROS Y CERAMICOS (CERAMICOS)

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• INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.
• ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA.
• INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA.
• ASIGNATURA: QUIMICA BASICA.
• TRABAJO DE INVESTIGACION DE LA UNIDAD V.POLIMEROS Y CERAMICOS (CERAMICOS).
• NOMBRE DEL ALUMNO: SAMANIEGO VELASCO SANTIAGO IVAN.
• GRUPO: ICM4
• NUMERO DE BOLETA: 2022302717
• CORREO ELECTROICO:  kurisamaniego@gmail.com
• PERIODO 2022-2 ENERO, JUNIO 2022.

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Ilustración 1: Estructura molecular de los cerámicos.

INTRODUCCIÓN.

La demanda de ingenieros y de especialistas en cerámicos está aumentando día a día. Así como también el uso de los materiales cerámicos continúa incrementándose en versatilidad e importancia. Sin embargo, y a pesar de que los materiales cerámicos han tenido un importante crecimiento en la industria moderna y e l desarrollo tecnológico, en México la gran mayoría de los ingenieros y técnicos no reciben o reciben una enseñanza mínima durante su formación con respecto a los materiales cerámicos y cuando necesitan trabajar con ellos son incapaces de obtener las máximas ventajas que sus muy particulares propiedades pueden ofrecer.

En una definición muy simple y poco técnica, pero si considerablemente popular se podría decir que un material cerámico es tierra transformada por el fuego, un límite muy antiguo que marca la frontera entre arte y ciencia que es la tecnología más vieja conocida por los humanos. Envueltos en sus raíces prehistóricas, los cerámicos hoy en día representan una industria multimillonaria alrededor del mundo que pueden presumir de ser los responsables de muy importantes y recientes avances tecnológicos en las ciencias de la computación, la ciencia aeroespacial, la ciencia del transporte, las ciencias químicas. y muchas otras más.

Es por eso por lo que en este documento se tratara de explicar a fondo la definición, vista de diferentes autores, así como su clasificación, sus propiedades físicas y químicas, igual que sus propiedades eléctricas: constante dieléctrica y rigidez térmica y sus aplicaciones en la ingeniería. Estas son algunas de las características que se trataran de explicar.

DESARROLLO DEL TEMA.

Materiales cerámicos

 Todos los objetos que nos rodean están hechos de algún material. Todo material está formado por átomos específicos, dispuestos de tal manera que le dan carácter único. Hay una gran variedad de materiales, que pueden usarse de diferentes maneras.

 Los materiales se pueden clasificar en 4 grupos principales: metales, cerámicos, polímeros y compuestos. El comportamiento de los materiales en cada grupo queda definido por su estructura. La estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza de los enlaces atómicos, lo que ayuda a fijar las propiedades mecánicas, físicas y químicas de un material dado. En este texto se hace referencia especial al estudio de los materiales cerámicos.

Los materiales cerámicos contienen fases que son compuestos de elementos metálicos y no metálicos. Se pueden citar muchos de estos compuestos que van desde el Al2O3 a los vidrios, arcillas, refractarios, etc. En general los compuestos cerámicos son más estables en ambientes químicos y térmicos que sus componentes. Para examinar los componentes de estos materiales. deberemos observar la tabla periódica, la cual puede ser dividida en dos categorías generales: metales y no metales (Figura 1). Los átomos metálicos pueden perder fácilmente sus electrones de valencia y convertirse así en iones positivos. Por otro lado, los átomos no metálicos, retienen sus electrones de valencia más firmemente que los metálicos e incluso llegan a aceptar electrones adicionales. En una terminología común, los materiales cerámicos son considerados como substancias constituidas por combinaciones de elementos metálicos y elementos no metálicos. Entonces el MgO, BaTiO3, Si02 y EL SiC por solo citar algunos son materiales cerámicos simples. Materiales cerámicos más complejos incluyen a las arcillas, la mullita, las espinelas magnéticas y los vidrios amorfos, igualmente solo por nombrar algunos.

Cuando se observa el espectro metal-no metal (Figura 2), se puede ver que algunos componentes tales como la AI2O3 son fácilmente distinguibles como un material cerámico. También, ahí se puede observar que muchos materiales solo contienen elementos metálicos y que otros solo están constituidos por elementos no metálicos o metaloides. No hay una división exacta entre los dos extremos y esto permite anticipar las propiedades de muchos componentes cerámicos sobre la base de los elementos metálicos que contiene el componente. Aunque, de su espectro se podría esperar que dios fueran considerados como materiales intermedios. Además. se observa que hay algunos materiales que contienen elementos intermedios que se pueden combinar con elementos ya sea metálico o no metálico para formar compuestos. El silicio, por ejemplo, se comporta como un átomo metálico en el cuarzo (SiO2), como un átomo metálico dudoso en el SiC y como un átomo dudoso no metálico en el MoSi2. Los primeros dos son caracterizados comúnmente como materiales cerámicos, y el último es considerado por los metalurgistas como un componente inter metálico. Como podrá observarse no hay un límite exacto a partir del cual se pueda decir que un material es metálico, cerámico u orgánico lo que sí se puede comentar es que un material cerámico es un material no orgánico. no metálico y que está constituido por la combinación de metales con no metales. En una combinación de enlaces iónico y covalentes.

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Ilustración 2 figura1. Tabla periódica de los elementos químicos

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Ilustración 3 figura2 espectro metal-no metal.

ESTRUCTURA QUIMICA.

La estructura de los cristales cerámicos, que contienen varios átomos de tamaños diferentes, es de las más complejas de todas las estructuras de los materiales. Los enlaces entre estos átomos son por lo general covalentes (compartiendo electrones, de ahí que se trate de enlaces fuertes) o iónicos (enlaces primarios entre iones de carga opuesta, también un enlace fuerte). Estos enlaces son mucho más fuertes que los metálicos. En consecuencia, las propiedades como son la dureza o la resistencia térmica y eléctrica son significativamente más elevadas que en los metales.

Los cerámicos están disponibles como un monocristal en forma policristalina, es decir, con muchos granos, el tamaño del grano tiene una influencia principal en la resistencia y en las propiedades de los cerámicos; mientras más fino sea el tamaño del grano (de ahí el termino cerámicos finos), más elevada será la resistencia y la tenacidad.

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