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Ceramicos y vidrios. fuck yeah
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Ceramicos y vidrios. fuck yeah

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Transcript

  • 1. Materiales cerámicos y vidrios
  • 2.
    • Propiedades generales comunes
    • Tipos de materiales cerámicos y vidrios
    • Estructura interna de los materiales cerámicos
    • Propiedades de los materiales cerámicos y vidrios.
    • Fabricación de materiales cerámicos y vidrio.
    • Mejora del comportamiento de los materiales
    Indice
  • 3. Propiedades generales
  • 4.
    • Vidrios:
      • Constituidos fundamentalmente por sílice
      • Variedades mas importantes:
        • Vidrio Común -> Ventanas
        • Vidrio de Borosilicato-> Resistentes al calor ( material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina)
        • Vidrio Óptico -> Lentes
    • Vitrocerámicos:
      • Fabricados a partir de arcilla o barro junto con silicatos.
      • Aplicaciones:
        • Cuberterías, cristalerías, ladrillos, azulejos, etc.
    Tipos de materiales ceramicos y vidrios
  • 5.
    • Cerámicos de alto rendimiento:
      • Su elevada tenacidad les hace ser aplicados en herramientas de corte, llegando a competir con el diamante.
    • Cemento y hormigón:
      • Mezcla de Cal + Sílice + Alúmina
      • Materiales mas utilizados en la construcción.
    • Rocas y minerales:
      • Materiales naturales.
      • Hielo incluido.
    • Cerámicos compuestos: Cerámica + Polímeros + Metal
    Tipos de materiales cerámicos y vidrios
  • 6.
    • Depende fundamentalmente de la naturaleza de sus enlaces:
      • Materiales cerámicos iónicos:
        • Constituidos por un enlace metálico y un no metálico, unidos por fuerza electrostática. Sal de Roca, Oxido de magnesio, Zirconia..
      • Materiales cerámicos covalentes:
        • Formados por un enlace no metálico. SiO2, SiC..
  • 7.
    • Modulo de elasticidad: son mas resistentes que los metales a la deformación por eso se dice que tienen un módulo de estabilidad definido, debido a los enlaces que presentan estos materiales (iónicos y covalentes).
    • Dureza: tienen gran resistencia a ser rayados, tanto que se utilizan como herramientas de corte, como el diamante.
    • Tenacidad: son materiales muy frágiles, unas 50 veces más frágiles que los metales, pero hay 2 procesos para aumentar la tenacidad de estos materiales:
      • Reducir las grietas con un control de calidad.
      • Añadir aleantes al material o transformar el material cerámico en uno compuesto.
  • 8.
    • Además, hay tres ensayos para determinar la tenacidad:
      • Tracción simple: se mide la tensión que provoca la rotura.
      • Flexión: se dobla el material, sometiendo este a tracción y compresión. La tracción máxima es el módulo de ruptura, siendo éste un poco mayor que la carga de rotura.
      • Compresión: en la rotura por compresión intervienen todas las grietas del material, no una sola, por eso es unas 15 veces mas resistente a la compresión que a la carga de rotura.
      • La carga de rotura viene determinada por la fórmula:
      • Carga = Tenacidad / √ π *1/2 longitud de grieta
  • 9.
    • Resistencia al choque Térmico (cambio de tª): consiste en la resistencia de los materiales a los cambios de temperatura. Los cambios de tª provocan unas tensiones, que provocan la fractura externa del material. Cuando se alcanza el cambio de tº adecuado, se produce la fractura.
      • Para aumentar esa resistencia, se puede actuar de varias formas:
      • Disminuyendo el coeficiente de dilatación del material.
      • Aumentando la resistencia mecánica del material.
      • Disminuyendo el módulo de Young, es decir, disminuir su módulo de elasticidad y por tanto su fragilidad.
      • Disminuyendo el espesor del material, de manera que todo el material esté a la misma tª.
  • 10.
      • Aumentando la conductividad térmica del material, de manera que se transmita el cambio de tª y no haya grandes diferencias.
    • Fluencia: se refiere a la resistencia a que el material funda, que en los materiales cerámicos y vidrios no es problema debido a su alta tª de fusión, de mas de 1500ºC. En cambio, hay un material cerámico, el hielo, que tiene un punto de fusión muy bajo, 0ºC, y por eso este material no tiene esa resistencia.
    • Estadística de la fractura frágil: como es difícil saber si un material va a romperse o no ante una carga, se establece un porcentaje teniendo en cuenta la medida de las grietas y otras propiedades del material, y se diseñan con esa probabilidad. Para disminuir esa probabilidad, intentan diseñarse materiales con menor probabilidad de grietas, es decir, con menor espesor.
  • 11.
    • El tiempo y la resistencia: los materiales cerámicos y vidrios solo con estar expuestos al medio disminuyen su resistencia, e incluso pueden romperse. Esto es debido a las reacciones que provoca el agua, que forma hidróxidos que separan los enlaces de sílice. El vidrio es muy vulnerable a este tipo de fractura, denominada fatiga estática. Puede saberse el tiempo que tardará en romperse el material con la siguiente fórmula:
    • carga de rotura ^ n * t1 = carga ^ n * t2
  • 12.
    • Fabricación de vidrios: parecida a la de los metales, el vidrio es sometido a unos 700ºC, lo que provoca plasticidad y puede ser moldeado mediante la forja, como en los metales, la laminación, etc.
    • http://www.youtube.com/watch?v=3C_jEy_mm2M
  • 13.  
  • 14.
    • Fabricación de materiales cerámicos naturales: consiste únicamente en su extracción de la tierra, y en su posterior moldeado.
    • .
  • 15.
    • Fabricación de materiales cerámicos de alto rendimiento: debido a su baja plasticidad por su alta tª de fusión , se fabrican por sinterización, proceso mediante el cual se prensa y se aplica calor al material, de manera que adopta las propiedades y condiciones adecuada.
    • Fabricación de materiales vitrocerámicos: primero se moldean fácilmente, debido a que contiene agua, y después se cuece para que la fase vítrea funda y enlace a las fases cristalinas.
  • 16.
    • Para aumentar la resistencia de los materiales cerámicos se tiene que aumentar su tenacidad, que se puede conseguir de dos maneras:
      • Disminuyendo las grietas, aumentando los controles de calidad a la hora de la fabricación.
      • Aumentando la tenacidad a la fractura, que es muy baja, dispersando partículas de otro material mas tenaz, por ejemplo, fibras, provocando que una grieta no se expanda más cuando encuentra ese material más tenaz .

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