Ciencia de Materiales:

Estructuras cristalinas en materiales
cerámicos
.

Juan José Reyes Salgado

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples

En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y
covalentes.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples

En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y
covalentes.
Ecuación de Pauling:
% de

Juan José Reyes Salgado

caracter ionico

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

= (1 − e (−1/4)(XA −XB ) )(100 %)
2
Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples

En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y
covalentes.
Ecuación de Pauling:
% de

Juan José Reyes Salgado

caracter ionico

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

= (1 − e (−1/4)(XA −XB ) )(100 %)
2
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

El empaquetamiento de los iones está determinado por los
siguientes factores:

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

El empaquetamiento de los iones está determinado por los
siguientes factores:
1

El tamaño de los iones en el sólido iónico.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

El empaquetamiento de los iones está determinado por los
siguientes factores:
1
2

El tamaño de los iones en el sólido iónico.
La necesidad de equilibrar las cargas electrostáticas para
mantener su neutralidad eléctrica en el sólido iónico.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de
iones en un sólido iónico.

Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de
iones en un sólido iónico.

Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes.
El número de aniones que rodean a un catión central en un
sólido iónico se denomina número de concordancia (NC).

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de
iones en un sólido iónico.

Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes.
El número de aniones que rodean a un catión central en un
sólido iónico se denomina número de concordancia (NC).
Los aniones tienen que hacer contacto con el catión central y
se debe conservar la neutralidad de la carga.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de
iones en un sólido iónico.

Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes.
El número de aniones que rodean a un catión central en un
sólido iónico se denomina número de concordancia (NC).
Los aniones tienen que hacer contacto con el catión central y
se debe conservar la neutralidad de la carga.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

Razón de radios

Juan José Reyes Salgado

= rcation /ranion .

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

= rcation /ranion .
Cuando se tocan entre sí la razón de los radios se denomina
razón de radios crítica (mínima).
Razón de radios

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente

= rcation /ranion .
Cuando se tocan entre sí la razón de los radios se denomina
razón de radios crítica (mínima).
Razón de radios

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

AD = R + r

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

AE
cos 30o =
AD

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

AD = R + r
R
=
= 0.866
R +r
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

AE
cos 30o =
AD

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

AD = R + r
R
=
= 0.866
R +r
R = 0.866(R + r )
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

AD = R + r
R
=
= 0.866
R +r
R = 0.866(R + r )
R − 0.866R = 0.866r

AE
cos 30o =
AD

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación
triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un
catión central de radio r en un sólido iónico.

SOLUCIÓN:

AD = R + r
R
=
= 0.866
R +r
R = 0.866(R + r )
R − 0.866R = 0.866r
r
= 0.155
R

AE
cos 30o =
AD

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del cloruro de cesio (CsCl)

NC=8

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del cloruro de sodio (NaCl)

NC=6

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del cloruro de sodio (NaCl)

NC=6

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.
SOLUCIÓN:

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.
SOLUCIÓN:

masa =

(4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol )
= 3.88 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.
SOLUCIÓN:

masa =

(4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol )
= 3.88 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.
SOLUCIÓN:

masa =

(4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol )
= 3.88 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm

V

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

= a3 = 1.81 × 10−22 cm3
Problema

Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su
estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas
atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del
Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del
Cl=35.45 g/mol.
SOLUCIÓN:

masa =

(4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol )
= 3.88 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm

V

= a3 = 1.81 × 10−22 cm3
ρ=

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

m
V

= 2.14g /cm3
Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP

Hueco intersticial octaédrico

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

Hueco intersticial tetraédrico
Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP

Hueco intersticial octaédrico

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

Hueco intersticial tetraédrico
Estructura cristalina de blenda de zinc (ZnS)

NC=4

Y semiconductores: CdS, InAs, InSb y ZnSe.
Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm
SOLUCIÓN:

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm
SOLUCIÓN:

m=

(4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol )
= 6.47 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm
SOLUCIÓN:

m=

(4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol )
= 6.47 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
√

3
a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm
4

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm
SOLUCIÓN:

m=

(4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol )
= 6.47 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
√

3
a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm
4
V = a3 = 1.57 × 10−22 cm3

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Problema

Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de
iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174
nm
SOLUCIÓN:

m=

(4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol )
= 6.47 × 10−22 g
6.02 × 1023 atomos /mol
√

3
a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm
4
V = a3 = 1.57 × 10−22 cm3
m
ρ=
= 4.12g /cm3

V

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del uoruro de calcio (CaF2 )

UO2 , BaF2 , AuAl2 y PbMg2 .
Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina de la antiuorita

Celda unitaria FCC con aniones.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina de la antiuorita

Celda unitaria FCC con aniones.
Los cationes ocupan 8 sitios tetraédricos de la red FCC.

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina de la antiuorita

Celda unitaria FCC con aniones.
Los cationes ocupan 8 sitios tetraédricos de la red FCC.
Li2 O , Na2 O , K2 O y Mg2 Si .

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del coridión (Al2 O3 )

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 )

Iones de O forman una red FCC.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 )

Iones de O forman una red FCC.
Los iones ocupan los huecos intersticiales del tetraedro y del
octaedro.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 )

Iones de O forman una red FCC.
Los iones ocupan los huecos intersticiales del tetraedro y del
octaedro.
Se usan en materiales magnéticos no metálicos para
aplicaciones electrónicas.

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina de la perovsquita (CaTiO3 )

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Estructura cristalina de la perovsquita (CaTiO3 )

Materiales piezoeléctricos:
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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

SrTiO3 , CaZrO3 , SrZrO3 , LaAlO3 .
Alótropos signica que puede existir en múltiples formas
cristalinas.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Alótropos signica que puede existir en múltiples formas
cristalinas.
El carbono y sus polimorfos no pertenecen directamente a
ninguna de las clases convencionales de materiales.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Alótropos signica que puede existir en múltiples formas
cristalinas.
El carbono y sus polimorfos no pertenecen directamente a
ninguna de las clases convencionales de materiales.
Discutiremos estructuras y propiedades del grato, diamante,
buckyball y buckytube.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

Distribuciones hexagonales enlazadas fuertemente en forma
covalente.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

Distribuciones hexagonales enlazadas fuertemente en forma
covalente.
Enlaces secundarios débiles entre las capas.
Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.
El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la
dirección).

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.
El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la
dirección).
Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 .

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.
El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la
dirección).
Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 .
Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no
en el plano perpendicular.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.
El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la
dirección).
Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 .
Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no
en el plano perpendicular.
Se puede elaborar en largas bras para materiales compuestos.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Grato

El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas.
No se desplaza fácilmente entre capas.
El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la
dirección).
Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 .
Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no
en el plano perpendicular.
Se puede elaborar en largas bras para materiales compuestos.
Puede usarse como lubricante.

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Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.
Tiene una conductividad térmica alta.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.
Tiene una conductividad térmica alta.
Tiene una conductividad eléctrica baja.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.
Tiene una conductividad térmica alta.
Tiene una conductividad eléctrica baja.
Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.
Tiene una conductividad térmica alta.
Tiene una conductividad eléctrica baja.
Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades.
Diamante natural extremadamente caro y su mayor valor es
como gema.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Diamante

Es un material isotrópico.
Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 .
Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la
naturaleza.
Tiene una conductividad térmica alta.
Tiene una conductividad eléctrica baja.
Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades.
Diamante natural extremadamente caro y su mayor valor es
como gema.
Diamante sintético tiene una dureza comparable, son más
baratos y se usan en herramientas de corte, revestimientos y
abrasivos.
Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Descubiertos en 1985 por Buckminster.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Descubiertos en 1985 por Buckminster.
Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y
20 hexágonos.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Descubiertos en 1985 por Buckminster.
Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y
20 hexágonos.
En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas
(fullerenos).

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Descubiertos en 1985 por Buckminster.
Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y
20 hexágonos.
En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas
(fullerenos).
Tiene un diámetro de 0.710nm y se clasican como
nanocúmulo.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Fullerenos Buckminster (Buckyball)

Descubiertos en 1985 por Buckminster.
Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y
20 hexágonos.
En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas
(fullerenos).
Tiene un diámetro de 0.710nm y se clasican como
nanocúmulo.
Aplicaciones como lubricantes, celdas de combustible y
superconductores.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.
El módulo elástico es de 1.3TPa.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.
El módulo elástico es de 1.3TPa.
Baja densidad.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.
El módulo elástico es de 1.3TPa.
Baja densidad.
Alta conductividad térmica y eléctrica.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.
El módulo elástico es de 1.3TPa.
Baja densidad.
Alta conductividad térmica y eléctrica.
Se pueden formar estructuras de cuerdas, bras y películas
delgadas alineando un gran número de tubos.

Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
Nanotubos de carbono

Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los
aceros más fuertes.
Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a
la longitud del tubo.
El módulo elástico es de 1.3TPa.
Baja densidad.
Alta conductividad térmica y eléctrica.
Se pueden formar estructuras de cuerdas, bras y películas
delgadas alineando un gran número de tubos.
Aplicaciones en puntas de STM (microscopio de efecto túnel),
emisores de campo en pantallas planas, sensores químicos y
bras para fabricar compuestos.
Juan José Reyes Salgado

Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.

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Ciencia de Materiales. Capitulo 3. Parte 2

  • 1. Ciencia de Materiales: Estructuras cristalinas en materiales cerámicos . Juan José Reyes Salgado Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 2. Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y covalentes. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 3. Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y covalentes. Ecuación de Pauling: % de Juan José Reyes Salgado caracter ionico Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. = (1 − e (−1/4)(XA −XB ) )(100 %) 2
  • 4. Enlace iónico y covalente en compuestos cerámicos simples En enlace atómico es una mezcla de enlaces iónicos y covalentes. Ecuación de Pauling: % de Juan José Reyes Salgado caracter ionico Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. = (1 − e (−1/4)(XA −XB ) )(100 %) 2
  • 5. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente El empaquetamiento de los iones está determinado por los siguientes factores: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 6. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente El empaquetamiento de los iones está determinado por los siguientes factores: 1 El tamaño de los iones en el sólido iónico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 7. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente El empaquetamiento de los iones está determinado por los siguientes factores: 1 2 El tamaño de los iones en el sólido iónico. La necesidad de equilibrar las cargas electrostáticas para mantener su neutralidad eléctrica en el sólido iónico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 8. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un sólido iónico. Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 9. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un sólido iónico. Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes. El número de aniones que rodean a un catión central en un sólido iónico se denomina número de concordancia (NC). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 10. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un sólido iónico. Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes. El número de aniones que rodean a un catión central en un sólido iónico se denomina número de concordancia (NC). Los aniones tienen que hacer contacto con el catión central y se debe conservar la neutralidad de la carga. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 11. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente Limitaciones de tamaño para el empaquetamiento denso de iones en un sólido iónico. Los sólidos iónicos constan de aniones y cationes. El número de aniones que rodean a un catión central en un sólido iónico se denomina número de concordancia (NC). Los aniones tienen que hacer contacto con el catión central y se debe conservar la neutralidad de la carga. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 12. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente Razón de radios Juan José Reyes Salgado = rcation /ranion . Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 13. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente = rcation /ranion . Cuando se tocan entre sí la razón de los radios se denomina razón de radios crítica (mínima). Razón de radios Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 14. Distribuciones iónicas sencillas que se encuentran en sólidos enlazados iónicamente = rcation /ranion . Cuando se tocan entre sí la razón de los radios se denomina razón de radios crítica (mínima). Razón de radios Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 15. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 16. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 17. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 18. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: AD = R + r Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 19. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: AE cos 30o = AD Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. AD = R + r R = = 0.866 R +r
  • 20. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: AE cos 30o = AD Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. AD = R + r R = = 0.866 R +r R = 0.866(R + r )
  • 21. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: AD = R + r R = = 0.866 R +r R = 0.866(R + r ) R − 0.866R = 0.866r AE cos 30o = AD Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 22. Problema Calcule la razón de radios crítica (mínima) r/R para la coordinación triangular (NC=3) de tres aniones de radio R que rodean a un catión central de radio r en un sólido iónico. SOLUCIÓN: AD = R + r R = = 0.866 R +r R = 0.866(R + r ) R − 0.866R = 0.866r r = 0.155 R AE cos 30o = AD Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 23. Estructura cristalina del cloruro de cesio (CsCl) NC=8 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 24. Estructura cristalina del cloruro de sodio (NaCl) NC=6 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 25. Estructura cristalina del cloruro de sodio (NaCl) NC=6 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 26. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 27. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. SOLUCIÓN: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 28. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. SOLUCIÓN: masa = (4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol ) = 3.88 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 29. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. SOLUCIÓN: masa = (4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol ) = 3.88 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 30. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. SOLUCIÓN: masa = (4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol ) = 3.88 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm V Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. = a3 = 1.81 × 10−22 cm3
  • 31. Problema Calcule la densidad de NaCl a partir del conocimiento de su estructura cristalina, los radios iónicos Na+ y Cl − , y las masas atómicas del Na y Cl. Los radios iónicos del Na+ =0.102nm el del Cl − =0.181nm. Las masas atómicas del Na=22.99 g/mol y la del Cl=35.45 g/mol. SOLUCIÓN: masa = (4Na+ × 22.99g /mol ) + (4Cl − × 35.46g /mol ) = 3.88 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol a = 2(rNa+ + RCl − ) = 0.566nm V = a3 = 1.81 × 10−22 cm3 ρ= Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. m V = 2.14g /cm3
  • 32. Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP Hueco intersticial octaédrico Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. Hueco intersticial tetraédrico
  • 33. Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 34. Espacios intersticiales en redes cristalinas de FCC y HCP Hueco intersticial octaédrico Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. Hueco intersticial tetraédrico
  • 35. Estructura cristalina de blenda de zinc (ZnS) NC=4 Y semiconductores: CdS, InAs, InSb y ZnSe. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 36. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 37. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm SOLUCIÓN: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 38. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm SOLUCIÓN: m= (4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol ) = 6.47 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 39. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm SOLUCIÓN: m= (4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol ) = 6.47 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol √ 3 a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm 4 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 40. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm SOLUCIÓN: m= (4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol ) = 6.47 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol √ 3 a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm 4 V = a3 = 1.57 × 10−22 cm3 Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 41. Problema Calcule la densidad de ZnS. Suponga que la estructura consta de iones y que el radio iónico del Zn2+ =0.060 nm y el del S 2+ =0.174 nm SOLUCIÓN: m= (4Zn2+ × 65.37g /mol ) + (4S 2− × 32.06g /mol ) = 6.47 × 10−22 g 6.02 × 1023 atomos /mol √ 3 a = rZn2+ + RS 2− = 0.234nm 4 V = a3 = 1.57 × 10−22 cm3 m ρ= = 4.12g /cm3 V Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 42. Estructura cristalina del uoruro de calcio (CaF2 ) UO2 , BaF2 , AuAl2 y PbMg2 . Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 43. Estructura cristalina de la antiuorita Celda unitaria FCC con aniones. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 44. Estructura cristalina de la antiuorita Celda unitaria FCC con aniones. Los cationes ocupan 8 sitios tetraédricos de la red FCC. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 45. Estructura cristalina de la antiuorita Celda unitaria FCC con aniones. Los cationes ocupan 8 sitios tetraédricos de la red FCC. Li2 O , Na2 O , K2 O y Mg2 Si . Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 46. Estructura cristalina del coridión (Al2 O3 ) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 47. Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 ) Iones de O forman una red FCC. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 48. Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 ) Iones de O forman una red FCC. Los iones ocupan los huecos intersticiales del tetraedro y del octaedro. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 49. Estructura cristalina del espinel (MgAl2 O4 ) Iones de O forman una red FCC. Los iones ocupan los huecos intersticiales del tetraedro y del octaedro. Se usan en materiales magnéticos no metálicos para aplicaciones electrónicas. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 50. Estructura cristalina de la perovsquita (CaTiO3 ) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 51. Estructura cristalina de la perovsquita (CaTiO3 ) Materiales piezoeléctricos: Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos. SrTiO3 , CaZrO3 , SrZrO3 , LaAlO3 .
  • 52. Alótropos signica que puede existir en múltiples formas cristalinas. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 53. Alótropos signica que puede existir en múltiples formas cristalinas. El carbono y sus polimorfos no pertenecen directamente a ninguna de las clases convencionales de materiales. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 54. Alótropos signica que puede existir en múltiples formas cristalinas. El carbono y sus polimorfos no pertenecen directamente a ninguna de las clases convencionales de materiales. Discutiremos estructuras y propiedades del grato, diamante, buckyball y buckytube. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 55. Grato Distribuciones hexagonales enlazadas fuertemente en forma covalente. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 56. Grato Distribuciones hexagonales enlazadas fuertemente en forma covalente. Enlaces secundarios débiles entre las capas. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 57. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 58. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 59. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la dirección). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 60. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la dirección). Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 . Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 61. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la dirección). Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 . Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no en el plano perpendicular. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 62. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la dirección). Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 . Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no en el plano perpendicular. Se puede elaborar en largas bras para materiales compuestos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 63. Grato El electrón se desplaza libre a lo largo de las capas. No se desplaza fácilmente entre capas. El grato es anisotrópico (las propiedades dependen de la dirección). Tiene una densidad baja de 2.26 g /cm3 . Buen conductor eléctrico y térmico en el plano basal pero no en el plano perpendicular. Se puede elaborar en largas bras para materiales compuestos. Puede usarse como lubricante. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 64. Diamante Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 65. Diamante Es un material isotrópico. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 66. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 67. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 68. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Tiene una conductividad térmica alta. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 69. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Tiene una conductividad térmica alta. Tiene una conductividad eléctrica baja. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 70. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Tiene una conductividad térmica alta. Tiene una conductividad eléctrica baja. Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 71. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Tiene una conductividad térmica alta. Tiene una conductividad eléctrica baja. Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades. Diamante natural extremadamente caro y su mayor valor es como gema. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 72. Diamante Es un material isotrópico. Tiene una densidad alta de 3.51 g /cm3 . Es el material más rígido y duro, y el menos comprensible de la naturaleza. Tiene una conductividad térmica alta. Tiene una conductividad eléctrica baja. Impurezas como el nitrógeno, afectan sus propiedades. Diamante natural extremadamente caro y su mayor valor es como gema. Diamante sintético tiene una dureza comparable, son más baratos y se usan en herramientas de corte, revestimientos y abrasivos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 73. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 74. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Descubiertos en 1985 por Buckminster. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 75. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Descubiertos en 1985 por Buckminster. Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y 20 hexágonos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 76. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Descubiertos en 1985 por Buckminster. Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y 20 hexágonos. En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas (fullerenos). Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 77. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Descubiertos en 1985 por Buckminster. Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y 20 hexágonos. En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas (fullerenos). Tiene un diámetro de 0.710nm y se clasican como nanocúmulo. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 78. Fullerenos Buckminster (Buckyball) Descubiertos en 1985 por Buckminster. Parecido a un balón de soccer constituido por 12 pentágonos y 20 hexágonos. En 1990 se identicaron otras formas de estas moléculas (fullerenos). Tiene un diámetro de 0.710nm y se clasican como nanocúmulo. Aplicaciones como lubricantes, celdas de combustible y superconductores. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 79. Nanotubos de carbono Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 80. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 81. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 82. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. El módulo elástico es de 1.3TPa. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 83. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. El módulo elástico es de 1.3TPa. Baja densidad. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 84. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. El módulo elástico es de 1.3TPa. Baja densidad. Alta conductividad térmica y eléctrica. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 85. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. El módulo elástico es de 1.3TPa. Baja densidad. Alta conductividad térmica y eléctrica. Se pueden formar estructuras de cuerdas, bras y películas delgadas alineando un gran número de tubos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.
  • 86. Nanotubos de carbono Los nanotubos tienen una resistencia 20 veces mayor que los aceros más fuertes. Muestran una resistencia a la tensión de 45GPa en dirección a la longitud del tubo. El módulo elástico es de 1.3TPa. Baja densidad. Alta conductividad térmica y eléctrica. Se pueden formar estructuras de cuerdas, bras y películas delgadas alineando un gran número de tubos. Aplicaciones en puntas de STM (microscopio de efecto túnel), emisores de campo en pantallas planas, sensores químicos y bras para fabricar compuestos. Juan José Reyes Salgado Estructuras cristalinas en materiales cerámicos.