Los cerámicos están constituidos por átomos de elementos metálicos y no metálicos unidos químicamente. Presentan estructuras cristalinas compuestas de cationes y aniones, determinadas por la carga eléctrica de los iones y sus tamaños relativos. Los silicatos, como la sílice, forman tetraedros de SiO4 unidos por cationes. El carbono existe en formas como grafito y diamante, con átomos unidos por enlaces covalentes. Los cerámicos se fracturan de modo frágil y su ten

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO Facultad de: MECÁNICA Escuela de: INGENIERIA MECANICA SEMINARIO II WILLAN CASTILLO ESTRUCTURA DE CERAMICOS

2. ESTRUCTURA DE LOS CERÁMICOS QUE SON LOS CERAMICOS.- SON SUSTANCIAS , QUE ESTAN CONSTITUIDOS POR ATOMOS DE ELEMENTOS METALICOS Y NO METALICOS , UNIDOS QUIMICAMENTE

3. ESTRUCTURA DE LOS CERÁMICOS ESTRUCTURA DE LOS CERÁMICOS Enlace atómico: parcial o totalmente iónico Iones metálicos: cationes (ceden sus electrones, +), aniones (aceptan electrones, - ). Estructuras cristalinas, compuestas de dos o más elementos. La estructura está determinada por: el valor de la carga eléctrica de los iones (el cristal debe ser eléctricamente neutro) y los tamaños relativos de los cationes y aniones (número de coordinación).

4. ESTRUCTURA CRISTALINA TIPO XY (X: CATIÓN, Y: ANIÓN) Igual número de cationes y aniones. Ejemplos: cloruro de sodio (NaCl), cloruro de cesio (CsCl), blenda (ZnS), etc. Fig. Enlace iónico Fig. Estructura del NaCl

5. ESTRUCTURA CRISTALINA TIPO XmYp Número de cationes distinto del número de aniones m y p son diferentes de 1. Ejemplos: fluorita (CaF2), UO2, ThO2, etc. Fig. Flurita (CaF2) (Ca2+, F-)

6. ESTRUCTURA CRISTALINA TIPO XmZnYp Dos tipos de cationes (X y Z) y un anión (Y) Ejemplos: perouskita (BaTiO3), SrZrO3, SrSnO3, espinela (MgAl2O4, FeAl2O4). Fig. Perouskita (BaTiO3) Ti4+ O2- Ba+2

7. DENSIDAD ρ DE LOS CERÁMICOS CRISTALINOS Densidad ρde los cerámicos cristalinos n: N° de iones ∑AY, ∑ AX: suma de pesos atómicos de cationes y aniones, respectivamente Vc: volumen de la celda unitaria NA: N° de Avogadro (&,023 x 1023 iones/mol).

8. 2.- CERÁMICAS FORMADAS POR SILICATOS Silicatos: materiales compuestos formados principalmente por silicio y oxígeno (mayoría de suelos, rocas, arcillas y arenas) En vez de combinación de celdas unitarias, se usa combinación de tetraedros SiO4+4 Fig. Tetraedro de Si𝑂−44

9. SÍLICE Silicato más simple: dióxido de silicio ó sílice Fig. Sílice (SiO2)

10. SILICATOS MÁS COMPLEJOS Uno, dos o tres de los átomos de oxígeno del tetraedro son compartidos por otros tetraedros. Ejemplos: Si𝑂−44, Si2𝑂6− 7 Cationes, como C𝑎2+, M𝑔2++ y A 𝑙3+, compensan las cargas negativas de los tetraedros SiO4-4de manera que alcancen la neutralidad y sirven de enlace iónico entre los tetraedros SiO4-4 Fig. Estructuras de iones de Silicatos formados a partir de SiO4-4

11. VIDRIOS DE SÍLICE Sólido no cristalino, con un alto grado de distribución al azar. Vidrios inorgánicos comunes (recipientes, ventanas, etc.): vidrios de sílice más óxidos (CaO y Na2O). Los cationes (Na+, Ca2+) enlazan los tetraedros, dando forma a una estructura vítrea, más probable que una cristalina.

12. CARBONO Existe en varias formas polimórficas y en estado amorfo. Carboncillo: amorfo Grafito : compuesta por capas, los átomos de C de cada capa unidos con enlaces covalentes, y entre capas unidos por fuerzas de Van der Waals. Propiedades anisotrópicas. Diamante: poliformometaestable de C a temperatura ambiente y presión atmosférica. Cada átomo de C está unido con otros cuatro, con enlaces covalentes. Propiedades isotrópicas.

13. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CERÁMICOS Tenacidad de fractura Fractura frágil Tenacidad de fractura KIC: capacidad de un cerámico para resistir la fractura, cuando se ha formado una grieta. Y: parámetro adimensional, función de la geometría de la probeta y de la grieta. : tensión aplicada a: longitud de una grieta superficial o mitad de una grieta interna.

14. MÓDULO DE RUPTURA mr mr = Resistencia a la flexión, tensión a la fractura en ensayo de flexión. Fig. Ensayo de flexión por tres puntos M: momento de flexión máx. c: distancia desde el centro de la probeta a las fibras externas I: momento de inercia Sección rectangular: 2 ii) Sección circular: Ff: carga de fractura L: distancia entre puntos de apoyo