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ESTRUTURA CRISTALINA 71
Os ânions e os cátions da figura 4.7 formam duas células cúbicas de
faces centradas interpenetrantes. Vários materiais cerâmicos tais como MgO,
FeO, LiF, MnS, TiN, TiC e NbC apresentam estrutura CFC do tipo NaCl.
Alguns materiais cerâmicos apresentam mais de um tipo de ânion. Um
exemplo típico é a estrutura perovsquita do titanato de bário (BaTiO 3 ), mostrada
na figura 4.8.
O titanato de bário apresenta estrutura cúbica acima de 120°C. Abaixo
desta temperatura sua célula é levemente tetragonal. Vários compostos piezoelétricos
tais como BaTiO 3 , SrZrO 3 e SrSnO 3 , apresentam este tipo de estrutura.
Outro grupo importante de materiais cerâmicos é o dos espinélios. Eles
têm fórmula geral M 2+ M 2 3+ O 4 , onde M pode ser Mn, Fe, Co ou muitos
outros íons de metais de transição ou não. M 2+ eM 3+ podem ser dois metais
diferentes ou um mesmo metal em dois estados de oxidação diferentes. Por
exemplo, os óxidos Fe 3 O 4 eMn 3 O 4 são espinélios e suas fórmulas podem ser
escritas de forma mais explícita, respectivamente como Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 eMn 2+
Mn 2 3+ O 4 . Um exemplo de espinélio com íons metálicos diferentes é o aluminato
de magnésio (MgAl 2 O 4 ). Os ânions O 2- formam uma estrutura CFC. Os
interstícios tetraédricos da estrutura CFC são ocupados pelos cátions Mg 2+ ,
enquanto os cátions Al 3+ ocupam os interstícios octaédricos.
Os cristais covalentes
Numerosos materiais cerâmicos têm um determinado caráter covalente
nas suas ligações químicas. Para alguns, principalmente nitretos e carbonetos,
este caráter covalente é predominante.
O exemplo mais familiar de cristal covalente é o diamante, em que cada
átomo de carbono está ligado (por ligações covalentes) a quatro outros átomos
de carbono, conforme ilustra a figura 4.9.
Outros elementos do grupo IV A da tabela periódica apresentam este
tipo de estrutura: germânio, silício e estanho cinza, o qual é estável abaixo de
13°C.
O carboneto de silício β (β - SiC ) é outro exemplo típico de cristal
cerâmico predominantemente covalente. Na sua estrutura CFC, cada átomo
de silício tem quatro átomos de carbono como vizinhos, e cada átomo de
carbono tem também quatro átomos de silício como vizinhos, conforme ilustra
a figura 4.10.