Encontraras todo lo que necesitas saber acerca de los materiales cerámicos, clasificaciones y ejemplos de sus estructuras cristalinas

1. MATERIALES CERAMICOS
Monserrat Reyes Vargas

2. INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES
CERÁMICOS
• Los materiales cerámicos son compuestos químicos constituidos por
metales y no metales (óxidos, nitruros, carburos, etc.) que incluyen
minerales de arcilla, cementos y vidrios.
• Las cerámicas se pueden presentar en forma vítrea, monocristalina,
policristalina o combinaciones de algunas de ellas.
Ciencia de Materiales, 4º curso, 2004/2005, http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema6_CM.pdf

3. • Los materiales cerámicos policristalinos tienen un
comportamiento frágil, debido en parte a su porosidad.
• En vista de que la mayoría de los materiales cerámicos
policristalinos no son deformables plásticamente la
porosidad limita la capacidad del material para soportar
una carga de tensión.
Ciencia e ingeniería de los materiales , Donald R. Askeland-Pradeep P. Fulay-CWendelin J. Wright

4. Características
• Resistentes al calor
• Resistencia al ataque químico que son debidas sustancialmente a la fortaleza
del enlace entre sus átomos que les confiere un alto punto de fusión, dureza y
rigidez..
• Palabra griega “keramikos”, = Cosa quemada
• Las propiedades deseables de estos materiales generalmente se alcanzan
después de un tratamiento térmico a alta temperatura que se denomina
cocción.
Ciencia de Materiales, 4º curso, 2004/2005, http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema6_CM.pdf

5. Ejemplos de materiales cerámicos:
Nitruro de silicio (Si3N4), utilizado como polvo
abrasivo.
Carburo de boro (B4C), usado en algunos
helicópteros y cubiertas de tanques.
Carburo de silicio (SiC), empleado en hornos
microondas, en abrasivos y como material
refractario.
Diboruro de magnesio (MgB2), es un
superconductor no convencional.
Óxido de zinc (ZnO), un semiconductor. Protección térmica del transbordador espacial
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en núcleos de transformadores magnéticos y en
núcleos de memorias magnéticas.
Esteatita, utilizada como un aislante eléctrico.
Ladrillos, utilizados en construcción
Óxido de uranio (UO2), empleado como combustible en reactores nucleares
Óxido de itrio, bario y cobre (YBa2Cu3O7-x), superconductor de alta temperatura.
http://www.slideshare.net/IdoiaUrrutibeascoa/materiales-cermicos-36879527?related=2

6. ESTRUCTURA CRISTALINA
• La mayoría de los cerámicos tienen estructuras cristalinas más
complicadas y variadas. Entre estas estructuras podríamos
destacar las más importantes como son:
Blenda de ZincFluorita

7. ESTRUCTURA CRISTALINA
• Estructura perovskita (CaTiO3). Ejemplo: BaTiO3, en la cual los iones de
bario y oxigeno forman una celda unidad cúbica centrada en las caras con
los iones bario en los vértices de la celda unidad, y los iones oxido en el
centro de las caras, el ión titanio se situará en el centro de la celda unidad
coordinado a seis iones oxigeno.
Perovskita

8. ESTRUCTURA CRISTALINA
• Estructura del corindón (Al2O3). Es similar a una estructura hexagonal compacta; sin
embargo, a cada celda unidad están asociados 12 iones de metal y 18 de
oxigeno.
• Estructura de espinela (MgAl2O4). Donde los iones oxigeno forman un retículo
cúbico centrado en las caras y los iones metálicos ocupan las posiciones
tetraédricas u octaédricas dependiendo del tipo de espinela en particular.
• Estructura de grafito. Tiene una estructura hexagonal compacta.
Corindón
Grafito

9. PROPIEDADES MECANICAS
• Son duros y frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace
iónico/covalente, este echo supone una gran limitación en su número de
aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de
imperfecciones.
• Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se
permite el deslizamiento de bordes de grano.

10. Ciencia e ingeniería de los materiales , Donald R. Askeland-Pradeep P. Fulay-CWendelin J. Wright

11. Ciencia e ingeniería de los materiales , Donald R. Askeland-Pradeep P. Fulay-CWendelin J. Wright

12. PROPIEDADES MAGNÉTICAS
• No suelen presentar propiedades magnéticas, sin
embargo podemos encontrar cerámicas con
propiedades magnéticas de gran importancia como
ferritas y granates. Éstas son las llamadas cerámicas
ferrimagnéticas. En estas cerámicas los diferentes iones
tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a
que al aplicar un campo magnético se produzca como
resultado una imantación neta.

13. PROPIEDADES ELÉCTRICAS
• Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienen una alta
resistencia dieléctrica y baja constate dieléctrica.
• Los cerámicos tienen propiedades semiconductoras que son
importantes para el funcionamiento de algunos dispositivos eléctricos.
Uno de estos dispositivos es el termistor o resistencia sensible
térmicamente

14. PROPIEDADES TÉRMICAS
• La mayoría de los materiales cerámicos tienen bajas
conductividades térmicas debido a sus fuertes enlaces
iónico/covalentes.
• Son buenos aislantes térmicos.
• Debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios, y
estos refractarios son utilizados en las industrias metalúrgicas,
químicas cerámicas y del vidrio.

16. PROPIEDADES FÍSICAS
• Pesan menos que los metales, pero más
que los polímeros.
• Baja conductividad eléctrica.
• Baja conductividad térmica.
• Baja expansión y fallas térmicas.

17. CLASIFICACIÓN
• Materiales cerámicos tradicionales:
1.Arcilla
2.Sílice
3.Feldespato
• Materiales cerámicos de uso específico en ingeniería:
1.Oxido de aluminio
2.Carburo de silicio
3.Nitruro de silicio

18. https://25cd442d-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/materialesceramicoseq6/Home/115-cermicas-
tradicionales-y-de-ingeniera/mti.png?attachauth=ANoY7cpUZoxM4LT3VNsq20uKc1zUCgzVDJJAnQimGTNrCdVIIy-
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19. APLICACIONES
 Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al calor.
 Losetas térmicas (trasbordadores espaciales), por su baja conductividad térmica.
 Fabricación de materiales de construcción (ladrillos, cemento, azulejos, baldosas,
etc.), por su dureza y baja conductividad térmica y eléctrica.
 Aislantes en aparatos electrónicos.
 Materiales refractarios, por su punto de fusión tan elevado.
 Sirven para pulir o afilar otros materiales de menor dureza debido a su gran
dureza. Ejemplos: alúmina fundida y carburo de silicio.
 Vidrio.

20. Ejemplos Materiales cerámicos avanzados
Blindaje de helicópteros en
B4C, resistente al ataque
balísticoTrajes de combate: se
fabrican
principalmente de
B4C y SiC ya que
reducen más de un
50% del peso que
tendrían al fabricarlos
con aceros
Herramientas de
corte fabricadas en
Si3N4
Componentes resistentes a la
erosión y corrosión para asientos
de válvulas, tuberías y boquillas
en general. Fabricadas en SiC,
Si3N4, TiB2, B4C y AlN

21. APLICACIONES
• A los vidrios-cerámicos se les da forma mediante la
cristalización controlada de los vidrios inorgánicos. Estos
materiales se usan ampliamente en utensilios de cocina y
muchas otras aplicaciones.
Ciencia e ingeniería de los materiales , Donald R. Askeland-Pradeep P. Fulay-CWendelin J. Wright

22. CONCLUSIONES
• Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos, no metálicos formados
por elementos metálicos y no metálicos unidos primariamente mediante
enlaces iónicos y/o covalentes.
• 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 vidrios son productos inorgánicos cerámicos de fusión que se han
enfriado hasta un sólido rígido sin cristalización.
• Tienen propiedades especiales como transparencia dureza a la
temperatura ambiente y excelente resistencia a la mayoría de los
ambientes.
https://sites.google.com/site/materialesceramicoseq6/Home/conclusiones

23. PREGUNTAS
1.¿Qué son los materiales cerámicos?
Compuestos químicos constituidos por metales y no metales
2.¿Menciona dos propiedades físicas?
• Baja conductividad térmica.
• -Baja expansión y fallas térmicas.
3.¿Menciona una propiedad térmica?
• Son buenos aislantes térmicos.
4¿Cuál es la clasificación de los materiales cerámicos?
Tradicionales y de uso especifico
5.¿Menciona 3 usos de los materiales cerámicos?
• Utensilios de cocina
• Pulidor de otros utensilios
• Aislantes en aparatos electrónicos

24. Gracias por su atención !