Caramicos

CERÁMICOS

La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos, cuya raíz sánscrita significa quemar. En su sentido estricto se refiere de forma general a la arcilla. Sin embargo, el uso actual de este término incluye a todos los materiales inorgánicos no metálicos.

La definición más ampliamente aceptada es que son aquellos productos (piezas, componentes, dispositivos, etc.) constituidos por compuestos inorgánicos, no metálicos, cuya característica fundamental es que son consolidados mediante tratamientos térmicos a altas temperaturas. Algunos científicos introducen el concepto de materiales inorgánicos cristalinos, no incluyendo, por tanto, al vidrio dentro de los materiales cerámicos, máxime cuando actualmente se le considera inmerso, por algunos sectores científicos, dentro del campo de lo que recientemente se denomina como sólidos no cristalinos.

ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS CERÁMICOS

La estructura su microscópica de la mayoría de las sustancias sólidas inorgánicas y no metálicas es similar a la de los sólidos metálicos, las estructuras cristalinas de los metales son a menudo mucho menos complejas que las de los materiales inorgánicos no metálicos. En los no metales, la reacción de uno a uno es muy rara y resulta muy común encontrar dos o más átomos por cada punto reticular. Dos factores que contribuyen a la mayor complejidad de las estructuras no metálicas, son los requisitos de valencias y las diferencias de tamaño de los átomos que se encuentran en los materiales.

En los sólidos no metálicos, se pierde un número definido de electrones por átomo, que se transfieren a otro, como en la cohesión iónica, o se comparten mutuamente un número definido de electrones entre dos átomos, como enlace covalente. Los enlaces iónicos y covalentes requieren de dos o más tipos de átomos o iones presentes, dependiendo de sus valencias respectivas. Por otra parte la disposición de los átomos o los iones en el cristal, se ve afectada por los tamaños relativos de los tipos de átomos o iones involucrados. El número de átomos vecinos más cercanos se conoce como numero de coordinación.

Estructura de óxidos

Una cantidad grande de los materiales cerámicos se pueden comprender en función de los arreglos de oxigeno cúbico simple, cúbico de empaque cerrado, y hexagonal de empaque cerrado.

Cúbica Simple

En esta estructura los aniones se localizan en las esquinas de un cubo con el catión colocado en el sitio intersticial, en esta estructura los iones tienen un NC = 8, por lo tanto cada ion está rodeado por ocho de los vecinos más próximos.

Este tipo de estructura cristalina, cúbica simple con coordinación óctuple, no se observa con frecuencia en los materiales cerámicos; la razón es que resulta difícil obtener una proporción de radios de .73 o mayor, debido a que los cationes tienden e ser mucho más pequeños que los aniones.

Cúbica De Empaque Cerrado: Este tipo de estructura cristalina consta fundamentalmente de iones de oxigeno en una estructura cfc con iones metálicos situados en alguno o en todos los sitios intersticiales producidos por los iones de oxigeno, en esta estructura existen tanto intersticios cuádruples como intersticios séxtuples.

En la estructura del tipo sal de roca NaCl, que es típica de muchas cerámicas, los aniones están arreglados en un empaque cfc y todos los intersticios octaédricos contienen cationes, cuando los iones están tocándose, el parámetro a de la arista se relaciona con los radios iónicos con la expresión siguiente:

a 2R l 2r

Debido a que cada ion, tiene una coordinación séxtuple, la proporción mínima de los radios para la formación de este producto es .414. Muchos compuestos de cerámica presentan esta estructura, incluyendo MgO, CaO, etc. Además, todos los haluros alcalinos, a excepción de los mencionados en el arreglo cúbico simple y todos los sulfuros alcalinos lantánidos, forman esta estructura.

Hexagonal De Empaque Cerrado: El ZnS también se puede cristalizar en un arreglo hec. Cuando el ZnS forma un arreglo hec se le llama estructura wurtzita, los compuestos cerámicos que se cristalizan de esta forma contiene aniones en las posiciones hexagonales de empaque cerrado con cationes localizados en los intersticios octaédricos o tetraédricos. Además de la wurtzita, hay muchos compuestos cerámicos que forman una estructura cristalina con los aniones en posiciones hec, incluyendo el arseniuro de níquel NiAs y el corundo Al2O3.

Estructuras Oxidas Adicionales: Muchas cerámicas son compuestos de óxidos que contiene más de un tipo de cationes. Por ejemplo AB2O4, en donde A2+ y B3+ son las especies divalentes y trivalentes. La estructura del MgAl2O4 (espinela) se encuentra en esta categoría y se puede visualizar como una combinación de las estructuras cúbicas de la sal de roca y la blenda de zinc con iones de oxigeno en el empaque cfc. En las espinelas normales, los iones de A2+ (divalentes) se localizan se localizan en los intersticios tetraédricos

y los iones de B3+ (trivalentes) ocupan los centros octaédricos, estos compuestos tiene aplicación encintas magnéticas de grabación, bobinas de deflexión en televisores y núcleos de transformadores. La perovskita (CaTiO3) es otra estructura cerámica importante, este arreglo se da cuando están presentes en el compuesto cationes grandes y pueden formar una estructura de empaque cerrado en unión con los iones de oxigeno. Los materiales de cerámica que forman esta estructura exhiben propiedades electromagnéticas únicas (ferro-eléctricas) y también presentan propiedades piezoeléctricas.

Minerales De Arcilla.- Los elementos principales que se encuentran en las arcillas son el oxigeno, silicio y aluminio. Estos elementos se combinan para formar los compuestos cerámicos conocidos como aluminosilicatos. La estructura fundamentadle las arcillas comunes se forma por una capa de SiO4 tetraédrico unida en las esquinas con una capa de alúmina octaédrica de AlO(OH)2. Por ejemplo la formación de la caolinita, que es el mineral de arcilla más común. Los cristales de caolinita son plaquetas extremadamente pequeñas y delgadas que tienden a tener una forma hexagonal irregular, cuando se mezclan con agua, estas plaquetas se deslizan entre sí con facilidad, lo que explica el comportamiento plástico de las arcillas ordinarias cuando están húmedas.

CLASIFICACIÓN DE LOS

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