Ceramicos y vidrios. fuck yeah

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Ceramicos y vidrios. fuck yeah

  1. 1. Materiales cerámicos y vidrios
  2. 2. <ul><li>Propiedades generales comunes </li></ul><ul><li>Tipos de materiales cerámicos y vidrios </li></ul><ul><li>Estructura interna de los materiales cerámicos </li></ul><ul><li>Propiedades de los materiales cerámicos y vidrios. </li></ul><ul><li>Fabricación de materiales cerámicos y vidrio. </li></ul><ul><li>Mejora del comportamiento de los materiales </li></ul>Indice
  3. 3. Propiedades generales
  4. 4. <ul><li>Vidrios: </li></ul><ul><ul><li>Constituidos fundamentalmente por sílice </li></ul></ul><ul><ul><li>Variedades mas importantes: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vidrio Común -> Ventanas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vidrio de Borosilicato-> Resistentes al calor ( material de laboratorio y en la fabricación de los utensilios de cocina) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vidrio Óptico -> Lentes </li></ul></ul></ul><ul><li>Vitrocerámicos: </li></ul><ul><ul><li>Fabricados a partir de arcilla o barro junto con silicatos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicaciones: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cuberterías, cristalerías, ladrillos, azulejos, etc. </li></ul></ul></ul>Tipos de materiales ceramicos y vidrios
  5. 5. <ul><li>Cerámicos de alto rendimiento: </li></ul><ul><ul><li>Su elevada tenacidad les hace ser aplicados en herramientas de corte, llegando a competir con el diamante. </li></ul></ul><ul><li>Cemento y hormigón: </li></ul><ul><ul><li>Mezcla de Cal + Sílice + Alúmina </li></ul></ul><ul><ul><li>Materiales mas utilizados en la construcción. </li></ul></ul><ul><li>Rocas y minerales: </li></ul><ul><ul><li>Materiales naturales. </li></ul></ul><ul><ul><li>Hielo incluido. </li></ul></ul><ul><li>Cerámicos compuestos: Cerámica + Polímeros + Metal </li></ul>Tipos de materiales cerámicos y vidrios
  6. 6. <ul><li>Depende fundamentalmente de la naturaleza de sus enlaces: </li></ul><ul><ul><li>Materiales cerámicos iónicos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Constituidos por un enlace metálico y un no metálico, unidos por fuerza electrostática. Sal de Roca, Oxido de magnesio, Zirconia.. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Materiales cerámicos covalentes: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Formados por un enlace no metálico. SiO2, SiC.. </li></ul></ul></ul>
  7. 7. <ul><li>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). </li></ul><ul><li>Dureza: tienen gran resistencia a ser rayados, tanto que se utilizan como herramientas de corte, como el diamante. </li></ul><ul><li>Tenacidad: son materiales muy frágiles, unas 50 veces más frágiles que los metales, pero hay 2 procesos para aumentar la tenacidad de estos materiales: </li></ul><ul><ul><li>Reducir las grietas con un control de calidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>Añadir aleantes al material o transformar el material cerámico en uno compuesto. </li></ul></ul>
  8. 8. <ul><li>Además, hay tres ensayos para determinar la tenacidad: </li></ul><ul><ul><li>Tracción simple: se mide la tensión que provoca la rotura. </li></ul></ul><ul><ul><li>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. </li></ul></ul><ul><ul><li>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. </li></ul></ul><ul><ul><li>La carga de rotura viene determinada por la fórmula: </li></ul></ul><ul><ul><li>Carga = Tenacidad / √ π *1/2 longitud de grieta </li></ul></ul>
  9. 9. <ul><li>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. </li></ul><ul><ul><li>Para aumentar esa resistencia, se puede actuar de varias formas: </li></ul></ul><ul><ul><li>Disminuyendo el coeficiente de dilatación del material. </li></ul></ul><ul><ul><li>Aumentando la resistencia mecánica del material. </li></ul></ul><ul><ul><li>Disminuyendo el módulo de Young, es decir, disminuir su módulo de elasticidad y por tanto su fragilidad. </li></ul></ul><ul><ul><li>Disminuyendo el espesor del material, de manera que todo el material esté a la misma tª. </li></ul></ul>
  10. 10. <ul><ul><li>Aumentando la conductividad térmica del material, de manera que se transmita el cambio de tª y no haya grandes diferencias. </li></ul></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  11. 11. <ul><li>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: </li></ul><ul><li>carga de rotura ^ n * t1 = carga ^ n * t2 </li></ul>
  12. 12. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>http://www.youtube.com/watch?v=3C_jEy_mm2M </li></ul>
  13. 14. <ul><li>Fabricación de materiales cerámicos naturales: consiste únicamente en su extracción de la tierra, y en su posterior moldeado. </li></ul><ul><li>. </li></ul>
  14. 15. <ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  15. 16. <ul><li>Para aumentar la resistencia de los materiales cerámicos se tiene que aumentar su tenacidad, que se puede conseguir de dos maneras: </li></ul><ul><ul><li>Disminuyendo las grietas, aumentando los controles de calidad a la hora de la fabricación. </li></ul></ul><ul><ul><li>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 . </li></ul></ul>

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