Nitruro de Silicio - Resumen de Propiedades

1. El nitruro de silicio (Si₃N₄) es una cerámica técnica utilizada principalmente por su baja densidad y elevada resistencia a altas temperaturas. TRUE Justificación: El Si₃N₄ tiene baja densidad y excelente resistencia mecánica, incluso a temperaturas elevadas, lo que lo hace ideal para aplicacio...

1. El nitruro de silicio (Si₃N₄) es una cerámica técnica utilizada principalmente por su baja densidad y elevada resistencia a altas temperaturas. TRUE Justificación: El Si₃N₄ tiene baja densidad y excelente resistencia mecánica, incluso a temperaturas elevadas, lo que lo hace ideal para aplicaciones técnicas. 2. El Si₃N₄ presenta dos polimorfismos básicos, α-Si₃N₄ y ß-Si₃N₄. TRUE Justificación: Estos polimorfismos son características distintivas del material, siendo el α estable hasta 1500 ºC y el ß más estable a temperaturas superiores. 3. El γ-Si₃N₄ es una forma cristalina del Si₃N₄ que puede formarse a bajas temperaturas y presiones. FALSE Justificación: El γ-Si₃N₄ requiere altas presiones y temperaturas para formarse, no condiciones bajas. 4. El Si₃N₄ se descompone en Si y N₂ a temperaturas superiores a 1800 ºC. TRUE Justificación: Este es el límite térmico del material antes de su descomposición. 5. La densidad del Si₃N₄ es de aproximadamente 3.185 g/cm³, inferior a la del SiC. TRUE Justificación: Su baja densidad es una de las razones por las que es usado como cerámica técnica. 6. La nitruración directa es un método para obtener polvos de Si₃N₄ de alta pureza. TRUE Justificación: Este método, basado en la reacción 3Si + 2N₂ → Si₃N₄, es eficiente para obtener polvos puros. 7. El Si₃N₄ se puede sinterizar sin aditivos y alcanzar densidades teóricas del 100%. FALSE Justificación: Debido a sus enlaces covalentes fuertes, se requieren aditivos para alcanzar altas densidades mediante sinterización. 8. La adición de óxidos como Y₂O₃ y Al₂O₃ en la sinterización genera fases líquidas que mejoran la densificación. TRUE Justificación: Estas fases líquidas actúan como ligantes entre los granos de Si₃N₄, reduciendo la porosidad. 9. La compresión en caliente (HPSN) permite obtener piezas de Si₃N₄ densas con propiedades mecánicas superiores. TRUE Justificación: Este método combina presión y alta temperatura para producir Si₃N₄ denso y con alta resistencia mecánica. 10. El método HPSN permite fabricar piezas de formas complejas con facilidad. FALSE Justificación: La técnica HPSN está limitada a piezas simples debido a las restricciones del proceso. 11. La reacción de nitruración directa ocurre a temperaturas superiores a 1450 ºC. FALSE Justificación: La nitruración directa se realiza a temperaturas inferiores a 1450 ºC. 12. La sinterización reactiva (RBSN) utiliza polvos de Si que reaccionan con nitrógeno para formar Si₃N₄. TRUE Justificación: Este método se basa en la reacción entre Si y N₂ para formar una matriz de Si₃N₄. 13. Los polvos de Si₃N₄ con tamaños de partícula inferiores a una micra favorecen la sinterabilidad. TRUE Justificación: Las partículas pequeñas aumentan la superficie de reacción, mejorando la densificación. 14. La fase vítrea intergranular formada durante la sinterización afecta negativamente las propiedades mecánicas a altas temperaturas. TRUE Justificación: La fase vítrea puede reducir la resistencia mecánica y la estabilidad térmica del material. 15. La resistencia a la flexión del Si₃N₄ varía entre 400 y 1000 MPa dependiendo del método de fabricación. TRUE Justificación: Las propiedades mecánicas del Si₃N₄ están fuertemente influenciadas por el método de obtención y la microestructura. 16. El β-Si₃N₄ presenta una estructura cristalina trigonal. FALSE Justificación: El β-Si₃N₄ tiene una estructura hexagonal, mientras que el α-Si₃N₄ es trigonal. 17. Las partículas fibrosas del ß-Si₃N₄ ofrecen mayor resistencia mecánica que las partículas equiaxiales del α-Si₃N₄. TRUE Justificación: Las partículas fibrosas generan una microestructura más resistente y con mayor energía de fractura. 18. La resistencia a la oxidación del Si₃N₄ se ve influida por la pureza de los polvos iniciales. TRUE Justificación: Las impurezas pueden disminuir la resistencia a la oxidación al actuar como puntos de iniciación de reacciones químicas. 19. El Si₃N₄ presenta excelente resistencia al choque térmico debido a su baja expansión térmica. TRUE Justificación: Su baja expansión térmica y alta resistencia a tensiones térmicas lo hacen ideal para aplicaciones sometidas a cambios bruscos de temperatura. 20. El Si₃N₄ no es afectado por la presión parcial del oxígeno durante la oxidación. FALSE Justificación: La oxidación del Si₃N₄ depende en gran medida de la presión parcial del oxígeno. 21. Los sialones son disoluciones sólidas basadas en el Si₃N₄ con propiedades mejoradas. TRUE Justificación: Los sialones resultan de la sustitución de átomos en la estructura del Si₃N₄, mejorando su resistencia y tenacidad. 22. Los sialones tipo β tienen mayor resistencia y tenacidad que los sialones tipo α. TRUE Justificación: Los β-sialones son más resistentes y tenaces, mientras que los α-sialones son más duros. 23. El Si₃N₄ se usa ampliamente en herramientas de corte por su elevada dureza y resistencia al desgaste. TRUE Justificación: Estas propiedades hacen que el Si₃N₄ sea una elección común en herramientas sometidas a alta fricción. 24. Las aplicaciones del Si₃N₄ incluyen válvulas y turbinas en motores térmicos. TRUE Justificación: Su resistencia térmica y mecánica lo hacen ideal para componentes de motores térmicos. 25. La obtención de α-sialones requiere la inclusión de tierras raras como aditivos. TRUE Justificación: Metales como Y, Ca y Mg se utilizan para formar α-sialones durante la sinterización. 26. La fase amorfa intergranular mejora las propiedades mecánicas del Si₃N₄ a altas temperaturas. FALSE Justificación: Esta fase reduce las propiedades mecánicas a altas temperaturas debido a su menor estabilidad. 27. El Si₃N₄ tiene menor densidad que el SiC, pero propiedades mecánicas superiores en algunos aspectos. TRUE Justificación: Aunque el Si₃N₄ es más ligero, su resistencia mecánica y térmica puede superar al SiC dependiendo de la aplicación. 28. Los polvos de Si₃N₄ contaminados con hierro tienen mejor resistencia a la oxidación. FALSE Justificación: Las impurezas como el hierro disminuyen la resistencia a la oxidación, favoreciendo la corrosión. 29. La expansión térmica del Si₃N₄ es mayor que la de los cerámicos no óxidos típicos. FALSE Justificación: El Si₃N₄ tiene la menor expansión térmica entre los cerámicos no óxidos, lo que contribuye a su resistencia al choque térmico. 30. El Si₃N₄ tiene menor conductividad térmica que el SiC. TRUE Justificación: Aunque ambos tienen alta conductividad térmica, la del Si₃N₄ es inferior a la del SiC.