2. Materiales
2.6 Propiedades de Cerámicas y Composits
Dr. Willy H. Gerber
Instituto de Física
Universidad Austral
Valdivia, Chile
Objetivos: Comprender las propiedades física de materiales como
cerámicas y composits.
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Cambios de modulo elasticidad
Caso falta de material
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Cambios de modulo elasticidad
Caso material adicional distinto
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Problema de creación de material
Proporción para consumo total
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Problema de creación de material
Caso sobre oferta de liquido
Total
Usado
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Cambios de modulo elasticidad
Según la calidad de la homogenización se obtendrán zonas de liquido que no
reacciono de radio entre
Con un numero de poros igual a
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Problema de creación de material
Caso sub oferta de liquido
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Cambios de modulo elasticidad
Según la calidad de la homogenización se obtendrán zonas de solido que no
reacciono de radio entre
(granos no reaccionados)
Con un numero de “grumos” igual a
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Reactividad
Mientras mas superficie mas rápido reaccionara
Radio de un grano
Masa de la muestra
Numero total de granos
Densidad del material
Volumen de un grano Superficie un grano
Numero de granos Superficie total
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Reactividad
Velocidad de reacción [m/s]
Volumen reaccionado [m3]
Tiempo transcurrido [s]
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Problema con la temperatura
Si el proceso es muy rápido, el calor no puede ser disipado y se calienta el agua.
Al calentarse el agua surge evaporación (perdida de agua) e incluso formación local de
presión (daño).
Aumento de temperatura:
Calor o energía absorbida [J]
Masa [kg]
Calor especifico [J/kgK]
Aumento de la temperatura [C o K]
Calor generado por masa reaccionada [J/kg]
Masa reaccionada [kg]
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Problema con la temperatura
Para calcular el agua que se pierde se debe calcular la presión de vapor de
agua generado y con ello los moles “perdidos”.
(1Torr = 133.3224 Pa)
Presión del vapor (en Pa)
Volumen [m3]
Numero de moles por m3 [mol/m3]
Entalpia de evaporización (agua 40.65 kJ/mol) – energía para desprenderse
Constante del gas (8.314 J mol-1K-1)
Temperatura en grados Kelvin (273.15° + grados Celsius)
Presión de referencia (3.65x10+10 Pa) Nota: 1 mol = 6.02 x 10+23 partículas
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Rol de espacios o incrustaciones
Quiebres se detienen ante obstáculos:
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Rol de espacios o incrustaciones
Desvío de quiebre
Debondig
Puente elástico
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Rol de espacios o incrustaciones
Esfuerzo [MPa]
Deformación
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Rol de espacios o incrustaciones
Esfuerzo [MPa]
Deformación
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Mecanismo de quiebre
Quiebre
Punta con radio
Factor de intensidad
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Mecanismo de quiebre
Quiebre
Esfuerzo en la punta del quiebre:
Fuerza que lleva al quiebre: Modulo de elasticidad [Pa]
Esfuerzo de quiebre [Pa]
Largo del quiebre [l]
Criterio de quiebre:
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Mecanismo de quiebre
Radio pequeño – fácil ruptura
Radio grande – difícil ruptura
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Contacto
Dr. Willy H. Gerber
wgerber@gphysics.net
Instituto de Física
Universidad Austral de Chile
Campus Isla Teja
Casilla 567, Valdivia, Chile
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