INFORME DE LABORATORIO DE MATERIALES INDUSTRIALES. “Caracterización Avanzada”

Nombre: Curso y paralelo: Número y título de sesión: Fecha de experimento: Fecha de presentación:

Angel Guevara Orozco. Materiales Ind. PL5, Viernes 16:30-18:30. Sesión No. 1, Caracterización Avanzada. 6 de Junio, 2014. 13 de Junio, 2014.

Resumen:

La práctica de laboratorio, se realizó con el propósito de conocer el correcto manejo y

funcionamiento de algunos instrumentos con los que dispone el laboratorio LEMAT de la Espol,

entre esos instrumentos se encontraron un Difractometro de Rayos X, el mismo sirve para

analizar muestras de materiales ya sean sintéticos o naturales, también se halló un Microscopio

electrónico de barrido el mismo que sirve para poder ver objetos a un aumento de hasta 2000X

con ayuda de la técnica de barrido de electrones, dicha técnica se debe llevar acabo en un

ambiente de vacío es decir sin ningún rastro de oxigeno o molécula de algún otro elemento

que pueda permanecer en el aire que no sea el material a ser observado , y por ultimo también

observaron un analizador de muestras de elementos mediante calor, el cual es una máquina que

analiza las propiedades de los materiales cuando estos son sometidos a temperaturas

sumamente altas de hasta mil quinientos grados centígrados, los resultados que se obtuvieron de

los análisis de cada prueba se recolectan en un programa de computadora la cual muestra

diferentes graficas una de las cuales es peso(W) versus temperatura(T).

El grupo de estudiantes pudo observar el correcto manejo y buen funcionamiento de los

equipos, los mismos que fueron manipulados en todo momento por el profesor encargado de la

materia de Laboratorio de Materiales Industriales, el Ingeniero Mecánico Javier Bermúdez

Romero.

Enfoque Experimentales:

La primer parte de la clase de Laboratorio de Materiales Industriales se basó en conocer el buen

funcionamiento del Difractometro de Rayos X (véase adjuntos) en la que al momento de entrar

a la habitación donde se encontraba el instrumento, este estaba siendo operado en ese momento

por una estudiante de la carrera de Ingeniería Química la misma que se encontraba realizando

pruebas sobre la muestra de un material, el cual en ese momento el grupo de estudiantes

desconocía su naturaleza. El procedimiento del análisis fue relativamente sencillo. El procedimiento

constaba en colocar una muestra del material a ser analizado en la bandeja del instrumento

para luego bombardearlo con Rayos X los mismos que fueron recolectados por un Detector el cual

envió la información al ordenador para analizarlo posteriormente.

El instrumento consta con tres partes las mismas que son:

1) Blit de divergencia: Por donde emite los Rayos X

2) Portamuestra: Donde se coloca la muestra del material a analizar.

3) Detector: El cual recibe las emisiones de los Rayos X.

El Detector al enviar la información al ordenador esta la procesa con ayuda de un software, el

mismo que sirvió para analizar la composición del material que estuvo siendo analizado.

El segundo instrumento en ser visto por los estudiantes fue el Microscopio de barrido de

electrones (véase adjuntos) el mismo que en el momento que entraron los estudiantes a la

habitación observaron cómo los trabajadores del laboratorio LEMAT sacaban del interior del

microscopio una navaja infectada con estafilococos, después de que los trabajadores se retiraron el

Ing. Bermúdez procedió a tomar un filamento de Paja Toquilla revestida, los materiales que no

son metales deben ser revestidos con una capa de aleación de metales fina, caso contrario la

muestra que no es metal tiende a calentarse y comenzar a arder, esto sucede porque este tipo de

microscopio emiten haces de electrones mediante el filamento de Tungsteno que posee el

microscopio en la parte superior del mismo los cuales aportan con energía a los átomos de los

distintos materiales colocados en el interior del microscopio y si este material llega a ser un no

metal, este se cargara negativamente por efecto de los electrones lo que ocasionaría una posible

combustión del material no metal.

Finalmente para terminar la clase observaron el funcionamiento de un Analizador

Termogavimetrico Simultaneo, el mismo que tiene como función el análisis de muestra de

materiales con ayuda del calor, el instrumento tiene la capacidad de aumentar la temperatura

hasta un máximo de mil quinientos grados centígrados lo cual le permite poder analizar las

propiedades físicas del material, el instrumento cuenta con una sonda que permite recolectar

datos los mismos que son procesados por la computadora y dar una gráfica de lo que sucede ya

sea esta temperatura vs peso o también masa vs presión.

Análisis de resultados:

A la hora de analizar los datos del primer instrumento (Difractometro de Rayos X ), se debió

esperar a que el detector terminara al menos un recorrido completo para poder analizar los datos

obtenidos por el Detector, los mismos que fueron mostrados en la computadora el proceso que

se realiza es la de la selección de una determinada área para analizar (figura 4 de adjuntos), la cual

estará conformada con picos y curvas los cuales me indican la intensidad del elemento encontrado

en el material en dicha área pre-seleccionada, después de haber seleccionado el área se procede a

apretar el botón de análisis, la computadora al estar enlazada con una base de datos de

materiales busca similitudes entre la información de la base de datos y los picos encontrados en el

área seleccionada.

Al analizar la muestra de Paja Toquilla se observó que estas estaban deterioradas por lo cual

deberán ser reemplazadas en la menor brevedad posible, los estudiantes observaron que aun

cuando uno observa a simple vista como una superficie plana a nivel microscópico la Paja Toquilla

tiene una forma de pergamino enrollado por ambos lados.

Al observar graficas de antiguas pruebas en el Analizador Termogavimetrico Simultaneo se pudo

apreciar que siempre hay que pensar lógicamente pues hay datos que no dicen mucho o que pueden

resultar confusos a la hora de analizarlos a simple vista.

Después de conocer las 3 instrumentos de laboratorio el profesor procedió a preguntar si había duda

acerca de algún instrumento con lo que se dio por concluida la clase.

Referencias:

http://www.lemat.espol.edu.ec/index.html

http://www.lemat.espol.edu.ec/caracterizacion-de-materiales.html

http://www.lemat.espol.edu.ec/ensayos-en-concreto-metales-polimeros-ceramicos.html

Adjuntos:

Figura 1

Figura 1 Difractometro de Rayos X

Difractometro de Rayos X

Recordatorios para evitar problemas:

1. A la hora de tomar muestras contar siempre con guantes de protección.

2. No acercarse mucho a la máquina de análisis de muestra por calor cuando esta se

encuentre encendida para evitar quemaduras.

3. No apoyarse en la puerta de vidrio de la maquina analizadora de rayos X, esta puerta

puede abrirse o fisurarse, lo cual originaria una fuga de rayos X lo cual es muy malo para la

salud en periodos de exposición muy largos.

4. Mantener la debidas normas de seguridad a la hora de usar el microscopio de barrido para

evitar daños en el equipo

5. Asegurarse de que los equipos estén en buen estado antes de usarlos para evitar

inconvenientes.

Figura 2 Figura 3

Figura 4

6. Si hay alguna maquina en uso preguntar si no hay problema en usar la instalación sin

necesidad de manipularla.

7. En caso de que una maquina se encuentre en funcionamiento no detenerla pues estarán

haciendo análisis necesarios.