Download Materiales cerámicos, estructuras cristalinas y sus consecuencias

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE
MULEGE
INGENIERÍA DE LOS MATERIALES
Materiales cerámicos “Su estructura cristalina y sus
consecuencias en sus propiedades técnicas”
ALUMNOS:
Raúl Armando Tamayo Armenta
Iván Arce Fernández
Franco Garciglia Bañuelos
¿Qué es una cerámica?
Derivado de la palabra griega “keramos”: material
quemado
-Materiales inorgánicos y no metálicos
•Óxidos, nitruros, boratos, carburos, silicatos, y
sulfuros.
•Compuestos intermetallics (i.E. Aluminatos)
• Fosfatos, antimoniuros, y arseniuros
•Generalmente enlaces iónicos entre elementos
metálicos y No metálicos (i.E. Cationes aniones,
respectivamente)
Propiedades presentes después de tratamientos
térmicos (horneado) a altas temperaturas (> 1.000oc)
CERAMICOS
Elevada dureza, resistencia al
desgaste, estabilidad química,
resistencia a elevadas temperaturas y
bajo coeficiente de expansión
térmica
Metálicos y no metálicos
enlazados
principalmente mediante
enlaces iónicos y
covalentes
inorgánicos no metálicos
ENLACE IÓNICO
Consiste en la atracción electrostática entre
átomos con cargas eléctricas de signo contrario.
Este enlace se establece entre átomos de
elementos poco electronegativos con los de
elementos muy electronegativos.

Es necesario que uno de los elementos
pueda ganar electrones y el otro perderlos, y
como se ha dicho anteriormente este tipo de
enlace se suele producir entre un no metal y
un metal.
Los compuestos iónicos poseen una estructura
cristalina independientemente de su naturaleza. Este
hecho confiere a todos ellos unas propiedades
características
No cristalino
cristalino
EL ENLACE COVALENTE
Las reacciones entre dos átomos no metales
producen enlaces covalentes. Este tipo de enlace se
produce cuando existe una electronegatividad polar.
Se forma cuando la diferencia de electronegatividad
no es suficientemente grande como para que se
efectúe transferencia de electrones, entonces los
átomos comparten uno o más pares electrónicos en
un nuevo tipo de orbital denominado orbital
molecular.
Dos átomos de Hidrógeno
•Enlace químico determina las propiedades
eléctricas
•Electrones libres en los materiales (Ej. en los
metales), permiten conductividad eléctrica a
través del material
•Aislamiento eléctrico se obtiene cuando no hay
electrones libres (Ej. en el diamante y la mayoría
de las cerámicas)
•Conducción eléctrica en cerámicas puede
ocurrir a altas temperaturas - iones excitados y
desprendimiento de las temperaturas - iones
excitados y desprendimiento de las estructuras
primarias, permitiendo conductividad iónica”
•Optimizando y combinando la materia prima se
logra mejorar las propiedades eléctricas de los
aisladores.
En general, la mayoría de los materiales
cerámicos son típicamente duros y
quebradizos con poca resistencia a los
impactos y a la ductilidad
Los cerámicos cuentan con importantes
propiedades eléctricas y térmicas con
importantes aplicaciones en la industria.
Los materiales cerámicos son, normalmente,
buenos aislantes eléctricos y térmicos debido a
la ausencia de electrones de conducción, y así
muchos materiales cerámicos se usan como
aislantes eléctricos y refractarios.
PUNTO DE FUSIÓN
•Punto de fusión de cada
cerámica es influenciada por el
tipo de enlace: iónico,
covalentemente/iónico o
covalente.
•Mientras mas fuerte sea el
enlaces, mayor es el punto de
fusión.
RESISTENCIA AL IMPACTO TÉRMICO
• Coeficiente de expansión térmica
depende de la estructura cristalina y
de la fuerza del enlace.
•Mientras mas fuerte sea el enlace
en la estructura, menor será el
coeficiente de expansión térmica.
•Porosidad y micro grietas ayudan a
disipar el calor y evitar fallas por
impacto térmico
AISLAMIENTO TÉRMICO
•Parcialmente dependiente a la
estructura de los cristales, (punto de
fusión)
•El proceso de fabricación, horneado y
porosidad tiene mucha influencia
•Cerámicas aislantes necesitan mas
energía calórica para aumentar la
temperatura, comparadas con
cerámicas no aislantes mas densas y
menos porosas
ESTRUCTURA CRISTALINA: ESTRUCTURA CRISTALINA:
PROPIEDADES ÓPTICAS
Minerólogos y Geólogos identifican los cristales por
sus propiedades ópticas
Electrones libres ocasionan materiales oscuros, como
los metales, debido a que los electrones libres
adsorben la luz
Enlaces iónicos ocasionan materiales opacos, como
los cerámicos, al dispersar la luz debido a los enlaces
iónicos en las estructura cristalina.
A través de procesos de fabricación, los cerámicos
pueden ser traslucidos y transparentes (Ej. Vidrios).
La rotura del cono de
cerámica y el desgaste total
del electrodo central es un
fenómeno común cuando el
motor funciona detonando
con mucha frecuencia, los
grandes incrementos de
presión
erosionan
el
electrodo y rompen la
porcelana.
Revise la puesta a punto del
encendido y/o aumente el
octanaje de la gasolina que
usa.