Materiales cerámicos v.2014

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Descripción de los materiales cerámios para el diseño. Tecnología de Materiales.

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  • 1. Materiales Cermicos Francisco J. Gonzlez Madariaga / Alberto Rosa Sierra Tecnologa de Materiales

2. Materiales Cermicos Francisco J. Gonzlez Madariaga / Alberto Rosa Sierra Tecnologa de Materiales 3. Cermicas Material sometido al fuego, o substancia quemada Materiales que contienen elementos metlicos y no metlicos, donde el compuesto o los compuestos se mantienen unidos con fuerzas de atraccin o con enlaces inicos o covalentes 4. Amplio grupo de materiales de alto punto de fusin, compuestos de ingredientes como arcilla (silicio y aluminio), calcio,sodio o potasio (feldespato) Quiz la propiedad ms aceptada de las cermicas es su fragilidad Cermicas 5. Fecha Importanciarelativa Metales Polmeros y elastmeros Cermicos y vtreos Compuestos Oro Cobre Bronce Hierro Acero Aleaciones de acero Aleaciones ligeras Super aleaciones Titanio Zirconia etc Metales cristalinos Al-Li Aceros de fase dual Aceros microaleados Nuevas super aleaciones Lento desarrollo: Mejora en la calidad, control y procesamiento Madera Pieles Fibras Adhesivos Caucho Bakelita Nylon PE PC PMMA PS PP Acrlicos Epxis Poliesteres Pollmeros de alto mdulo Pollmeros de alta temperatura Papel GFRP CFRP Kevlar-FRP Compuestos Metal-matriz Compuestos Cermicos Piedra Cermica Vidrio Cemento Refractarios Cemento portland Slica fundida Pyro-cermica Cermica de ingeniera Evolucin histrica de los materiales 6. Las arcillas usualmente contienen: Silicio y aluminio (silicatos) Compuestos de potasio Compuestos de magnesio Compuestos de calcio Las arenas contienen: Silicio o silicatos de aluminio, de sodio o potasio 7. Tipos de cermicas Cermicas tradicionales Cermicas tcnicas 8. CeramicsMetals Propiedades comparadas de las cermicas contra metales 9. Usos comunes de los materiales cermicos 10. Cermicas tradicionales Blancas Refractarias Vidrios Abrasivos Cementos 11. Cermicas naturales Provienen de depsitos naturales de arcillas, feldespato, cuarzo, etc. Poco puricadas Se forman multiples fases en la coccin Para cada composicin se dan muchas aplicaciones 12. Cermicas tcnicas Las materias primas son muy puras Presentan fase nica Aplicaciones especcas Aeroespacial : Materiales ligeros de alta resistencia mecnica y de alta temperatura para: Motores, aviones, revestimientos de lanzadera espacial. Automatismo : Sensores, componentes de alta temperatura Biomdica : Huesos, dientes, materiales de implante ptica/Fotnica : Fibras pticas, amplicadores laser, lentes, ..etc Electrnica : Condensadores, sustratos de circuito integrado, aislantes,..etc Energa : Celdas de combustible slidas, combustible nuclear 13. Proceso general de las cermicas 1. Mezclado y molturacin 2. Conformacin 3. Moldeo 4. Secado 5. Coccin 14. Cermicas blancas Aplicaciones usuales Loza, vajillas, elementos de cocina Recubrimientos de piso y paredes Porcelana elctrica Cermica decorativa 15. Colada 16. Horno 17. Cermica refractaria Para proveer proteccin trmica a otros materiales ante temperaturas muy elevadas (+ 1500 C) Generalmente compuestas de alumina, silica y xidos. Tienen gran porosidad (+10%) Existen otros refractarios especiales como los de grato, xido de berilio (BeO) y otros que son de menor porosidad 18. Cermicas amorfas El vidrio es un tipo de material cermico amorfo. El vidrio se obtiene a unos 1500C de arena de slice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). Si su enfriando es rpido forma estructuras amorfas que consisten en estructuras desordenadas de silicio y oxgeno, lo que lleva obtener materiales transparentes en diferentes grados. El vidrio puede ser templado para mejorar su resistencia a la fractura 19. Tipos usuales de vidrios: 1.Vidrios Sdicos (Silicato de sodio y calcio). Botellas, ventanas, etc. 2. Vidrio plmbico. Contiene plomo para mejorar su ndice de refraccin 3. Vidrio de boro-silicato. Muy resistente en especial al calor (pyrex) 20. Principales productos de vidrio Vidrio plano Vidrio de botella Vidrio soplado Fibras de vidrio Vidrio de especialidades (bras pticas) 21. Proceso de vidrio prensado 22. Fabricacin de canicas 23. Vidrio soplado 24. Proceso de vidrio soplado 25. Vidrio plano flotado 26. Horno para vidrio otado 27. Vidrio templado La dureza del vidrio puede mejorarse mediante un tratamiento de endurecimiento en su supercie. Este es el vidrio templado. 28. Proceso El vidrio plano se calienta arriba de su Tg pero debajo de su Ts. Se enfra bruscamente La supercie se enfra antes del interior, as el exterior es tirado hacia adentro (compresin) 29. Cermicas cristalinas Buenos aislantes elctricos. Se usan tambin como abrasivos y para herramientas de corte: xidos de magnesio, aluminio, boro y tungsteno 30. Cortador circular de Tungsteno 31. Abrasivos Tipos de cermicas como abrasivos: Naturales, como el diamante Sintticos, como el silicio-carbn, diamante, almina, etc. 32. Cementos Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas que endurece al entrar en contacto con agua. 33. Fin