3.1 Influencia de la energía de enlace sobre los coeficientes de dilatación.

La figura 11.2 representa la correlación existente entre la Tfus y los coeficientes de dilatación a. Como puede observar, al aumentar las fuerzas de enlace los coeficientes de dilatación disminuyen. Dicha correlación puede también apreciarse en los valores presentados en la tabla 11.1.

Figura 11.2. Correlación entre el coeficiente de dilatación a a 25°C y la temperatura de fusión de metales. Sn y Si presentan enlaces parcialmente covalentes, más fuertes, por lo que sus valores de a son inferiores.

Los materiales cerámicos con fuertes enlaces de tipo covalente e iónico presentan los menores valores. Para la sílice fundida, se encuentran valores tan bajos como a = 0,05·10^-6 cm/cm·K, muy inferiores a los de metales de alto punto de fusión, como el W. Estos materiales, además de una mayor profundidad del pozo de energía, presentan una evolución de fuerzas de atracción y repulsión entorno a la posición de equilibrio d0 de tipo más simétrico, por lo que el equilibrio a temperaturas elevadas no requiere un gran aumento de d0.
Por otro lado, los polímeros termoplásticos con enlaces débiles de Van der Vaals entre las moléculas presentan los mayores valores de a entre las distintas familias de materiales. Dentro de los polímeros, los termoestables tienen los menores coeficientes. Entre los termoplásticos, los mayores corresponden a elastómeros con cadenas en espiral, con valores típicos de a = 1000·10^-6 cm/cm·K.
Los metales muestran valores intermedios entre los correspondientes a las cerámicas y a los polímeros, observándose también que, conforme aumenta la temperatura de fusión, los valores de disminuyen.
El coeficiente de dilatación aumenta conforme se reduce la resistencia de los enlaces atómicos en el sólido. Los valores mínimos del coeficiente de dilatación corresponden, por tanto, a los materiales cerámicos con mayor punto de fusión y los máximos a los polímeros termoplásticos y elastómeros.