INGENIERÍA DE LOS MATERIALES 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

PROPIEDADES ELÉCTRICAS ESTRUCTURA CRISTALINA: PROPIEDADES ELÉCTRICAS 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.