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Garcia Martinez Leslie__2CM
Procesos de fabricación de cerámicos
Cuestionario
1 - Define cerámico y escribe un ejemplo.
R= Existen distintos tipos de materiales cerámicos, entre ellos los cerámicos ferroeléctricos, pero en general un cerámico se define como aquel material constituido por sólidos inorgánicos metálicos o no metálicos que ha sido fabricado mediante tratamiento térmico. Tradicionalmente se componían de arcilla, pero en la actualidad se pueden usar átomos metálicos como el hierro o aluminio, pero los cerámicos seguirán siendo no metales. Algunos de los materiales cerámicos mas usados son, ladrillos, tejas, azulejos, el titanato de bario, condensadores cerámicos etc.
2 - Define cerámico piezoeléctrico y menciona un ejemplo:
R=El efecto piezoeléctrico es un fenómeno físico que presentan algunos materiales, debido al cual, aparece una diferencia de potencial eléctrico entre ciertas caras de este cuando éste se somete a una deformación mecánica y se denomina efecto piezoeléctrico directo. Los cerámicos piezoeléctricos son cuerpos macizos semejantes a las utilizadas en aisladores eléctricos, ellas están constituidas por innumerables cristales ferroeléctricos microscópicos llegando a denominarse como policristalinas. Estos son usados en sensores de vibraciones, acelerómetros medidores de nivel o distancia y equipos médicos de imagen por ecografía.
3 - Define cerámico ferroeléctrico y menciona un ejemplo.
R=Se puede definir la ferroelectricidad como la reversibilidad de los dipolos eléctricos espontáneos en un cristal, mediante la aplicación de un campo eléctrico. Es decir, la polarización espontánea de una celdilla unidad interacciona con las adyacentes orientándolas en el mismo sentido. Los cerámicos ferroeléctricos están caracterizados por poseer una polarización espontanea en un rango de temperaturas, siendo esta polarización reversible bajo la acción de un campo eléctrico. Se puede convertir, por medio de la aplicación de un campo eléctrico hasta saturación, un material cerámico ferroeléctrico en una especie de monocristal a efectos de estado electrocristalino.
Debido a sus características y propiedades, estos materiales se puden usar como condensadores discretos, de multicapa y de barrera de capa.
4 - ¿Qué es una película delgada?
R= Una película se forma cuando ésta crece a partir de átomos o moléculas que inciden sobre la superficie de un sustrato. Como criterio más generalizado, se consideran a valores de espesor <1um incluidos en la denominación «lámina delgada», aunque este valor límite delgada-gruesa no está establecido como tal, y este va disminuyendo a medida que se produce el avance de la tecnología. La importancia de la obtención de películas delgadas puede deducirse de dispositivos tales como computadoras o dispositivos microelectrónicos en estado sólido, basados todos ellos en materia-les cuya estructura se conforma por deposición en película delgada.
5 - Define el método sol-gel para fabricación de cerámicos.
R= El sol-gel es una ruta química que inicia con la síntesis de una suspensión coloidal de partículas sólidas o cúmulos en un líquido (sol) y la hidrólisis y condensación de éste sol para formar un material sólido lleno de solvente (gel). El solvente se le extrae al gel simplemente dejándolo reposar a temperatura ambiente durante un periodo de tiempo llamado envejecimiento, en el cual el gel se encogerá expulsando el solvente y agua residual. Al término del tiempo de envejecimiento, por lo general aún se tienen solventes y agua en el material, además de que el tamaño del poro es considerable. Para solucionar esto, el material se somete a un tratamiento térmico, al final del cual obtendremos nuestro material en forma de monolito o de película delgada. El proceso sol-gel se esquematiza en la siguiente imagen.
8 - Define la técnica de spin-coating para la fabricación de películas
delgadas cerámicas.
R=La técnica de spin-coating permite la creación de películas delgadas de entre las micras hasta los nanómetros, este se encuentra dividido en cuatro etapas consecutivas. El primer paso del proceso consiste en verter la solución sobre el sustrato del spin- coater y acelerarlo hasta que se alcance una velocidad de giro seleccionada, este proceso puede realizarse estando el spin coater parado o en rotación, aunque esto no determina el grosor final. Después el sustrato alcanza la velocidad de giro deseada, es decir, el proceso de aceleración del mismo, en este, se obtiene un primer grosor de la película cuando se alcanza el equilibrio entre la fuerza de cizalla del fluido y la fuerza centrífuga. Posterior a esto, cuando se alcanzo la velocidad de giro deseada, el sustrato se encuentra rotando de forma constante. Por ultimo se realiza la evaporación, también conocido como secado, esto se traduce en una nueva reducción del espesor de la película producida por esa evaporación. El siguiente diagrama ejemplifica lo descrito.
9 - Define el proceso de tape casting para fabricación de
cerámicos.
R=El “tape-casting” o “doctor blade process”, es un método de procesamiento de gran importancia para la elaboración de piezas planas de bajo espesor y gran superficie. El proceso de colaje de cinta consiste básicamente en la preparación de una suspensión de polvos inorgánicos en me-dio líquido, acuoso o no acuoso. Dicho medio está compuesto por disolventes, plastificantes, defloculatites y aglomerantes. La suspensión se cuela sobre una superficie plana deslizante, pasando por el espacio que deja Hbre una cuchilla que nivela la suspensión, dando lugar a una película de anchura y espesor controlados. Cuando se evapora el disolvente, las partículas coalescen para dar lugar a una pieza en verde con una densidad en verde relativamente elevada. En la fig. 1 se muestra un esquema de los aditivos y operaciones a tener en cuenta en el proceso de colaje de cinta. Desde el punto de vista de la metodología, podemos diferenciar dos procesos según sea la cinta o el recipiente el que se desplace. Así, cuando la parte móvil es la cinta, permaneciendo fijo el recipiente, denominaremos el proceso como de cinta móvil, mientras que si lo que se desplaza es el contenedor, permaneciendo fijo el sustrato sobre el que se va a depositar la cinta, lo denominaremos de carro móvil. Esta diferencia tiene importancia a la hora del diseño del dispositivo para la obtención de la cinta.
10 - Define dopante y explica los 2 tipos de estos (ablandadores y
endurecedores).
R= Se denomina dopaje al proceso intencional de agregar impurezas en un semiconductor (abreviadamente, SC) extremadamente puro (también referido como intrínseco ) con el fin de cambiar sus propiedades eléctricas. Las impurezas utilizadas dependen del tipo de semiconductores a dopar. El número de átomos dopantes necesitados para crear una diferencia en las capacidades conductoras de un semiconductor es muy pequeño. Cuando se agregan un pequeño número de átomos dopantes (en el orden de 1 cada 100 000 000 de átomos) entonces se dice que el dopaje es bajo o ligero. Cuando se agregan muchos más átomos (en el orden de 1 cada 10 000 átomos) entonces se dice que el dopaje es alto o pesado. Este dopaje pesado se representa con la nomenclatura N+ para material de tipo N, o P+ para material de tipo P.
