Cerámicos

Investigación preliminar

 

Los materiales cerámicos son compuestos químicos o soluciones complejas, que contiene elementos metálicos y no metálicos. Debido a sus enlaces iónicos o covalentes, los materiales cerámicos por lo general son  duros, frágiles, con un alto punto de fusión, tiene baja conductividad eléctrica  y térmica, y elevada resistencia a la compresión.

 Estructura de los cerámicos cristalinos.

En estas estructuras los iones de las celdas unitarias ocupan sitios en la red que proporcionan la coordinación adecuada y asegura que se obtenga el equilibrio adecuado de cargas.

     Estructura Perovskite

En este tipo de celda están presentes tres clases de iones. Si en las esquinas de un cubo están los iones de bario, los iones de oxígeno llenarán los sitios en las caras y los iones de titanio ocuparán los sitios centrados en el cuerpo. La distorsión de la celda unitaria produce una señal eléctrica, lo que permite que ciertos titanios sirvan  como transductores.

     Estructura corindón

Similar a una estructura hexagonal compacta; sin embargo, a cada celda unitaria están asociados 12 iones de aluminio y 18 de oxígeno.

     Estructura de Espinel

La estructura del espinel típica tiene una celda unitaria cúbica que se puede visualizar como una formación de ocho cubos más pequeños. En cada uno de estos cubos. En cada uno de estos cubos menores se localizan iones de oxígeno en las posiciones normales de una red cúbica centrada en las caras. Dentro de los cubos pequeños hay cuatro sitios intersticiales octaédricos y ocho sitios intersticiales  tetraédricos, de los cuales los cationes ocupan tres. En espinel normal los iones bivalentes ocupan sitios tetraédricos y los trivalentes, los octaédricos. En los espineles inversos, el ion bivalente y la mitad de los iones trivalentes  se localizan en los sitios octaédricos.

     Grafito
Al grafito una de las formas cristalinas del carbono aunque el carbono es un elemento y no una combinación de átomos metálicos  y no metálicos. El grafito tiene una estructura hexagonal por capas y se desliza como material refractario como lubricantes y como fibra.

Imagen tomada del libro “Ciencia e ingeniería de Materiales ”, Askeland  Donald R., International  Thomson Editores.

Estructura de los silicatos cristalinos

El sílice es una materia prima importante para los productos cerámicos, en este tipos de estructura la disposición de los átomos en la celda unitaria proporciona la coordinación adecuada, equilibra la carga y, además, asegura que no se viole la direccionalidad de los enlaces covalentes.

En el sílice, el enlace covalente requiere que los átomos de silicio tengan cuatro vecinos cercanos, creando así una estructura tetraédrica. Los tetraedros de silicio-oxigeno son las unidades estructurales fundamentales del sílice, de las arcillas y de silicatos  vítreos. Los tetraedros de sílice se comportan como grupos iónicos; los iones de oxígeno en las esquinas de los tetraedros son atraídos  por otros iones o también, uno o más iones de oxígeno pueden ser compartidos por dos grupos tetraédricos, a fin de satisfacer el equilibrio de cargas.