Tema 7 apuntes cerámicas y esas cosas PDF

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apuntes de tema 7 las cerámicas seguro que faltan cosillas, trust in the plan, el nano campeón del mundo 2022...

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MATERIALES CERÁMICOS. PROPIEDADES. COMPORTAMIENTO MECÁNICO Para averiguar el comportamiento mecánico de la cerámica, no se suelen realizar ensayos de tracción a diferencia de otro tipo de materiales. Esto se debe a que es difícil preparar probetas de dimensiones adecuadas y a que existen diferencias significativas entre tracción y compresión. El ensayo más común es el ensayo a flexión. La cerámica a una temperatura ambiente se comporta de una manera elástica, pero con fractura frágil. Se suele ensayar flexión a 3 puntos:

Los resultados de los ensayos a flexión se ven influenciados por los defectos que tiene la cerámica: -

La porosidad es muy común en cerámicas, debido a los procesos de fabricación.

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El módulo de Young disminuye con la fracción volumétrica de porosidad (P), disminuyendo la resistencia a flexión también. Cuanta más porosidad, menos flexible a ver si me entiendes ¿vale?

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La fractura de los materiales es muy aleatoria, depende de la distribución de las fisuras, el tamaño de la fisura crítica y el volumen de material bajo consideración.

Esto repercute en que se realicen estudios de probabilidad para tener unos valores lo mas ajustados posibles. COMPORTAMIENTO TÉRMICO Las propiedades térmicas clave de la cerámica son el alto punto de fusión, la menor conductividad térmica en comparación a los metales y el bajo coeficiente de expansión térmica. Algunos aspectos generales que destacan de la cerámica son el elevado rango térmico de servicio, el aislamiento térmico y la estabilidad dimensional. Coche térmico Se produce con cambios bruscos de T. Al tener el material una conductividad térmica baja, y aplicar cambios de temperatura grandes, se forman tensiones a través de dilatación y contracción que terminan en fisuración del material. Pare poder tener un comportamiento térmico optimo en nuestro material de cerámica deberíamos -

Evitar bordes afilados, se enfrían y calientan más rápido que el volumen interno causando concentradores de tensiones. Intentar disminuir la severidad del choque térmico, evitando el contacto con medios que le aporten cambios bruscos de temperatura.

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Evitar uniones metal-cerámica, sino con un metal muy delgado y flexible para que este asimile la incompatibilidad de deformación)

TIPOS Y APLICACIONES DE LA CERÁMICA CLASIFICACIÓN DE CERÁMICAS -

Cerámicas tradicionales: Cristalinos, suelen tener algo de fase vítrea. Con poros y defectos presentes, microestructura formada por varias fases

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Cerámicas de altas prestaciones: Cristalinas y con composición muy definida. Uno o dos compuestos máximo, elevada resistencia mecánica a t altas, adecuada conductividad térmica, mejor resistencia a fractura. Microestructura uniforme, pocos poros

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Vidrios: Cerámicos amorfos, obtenidos del Silicio. Cementos: Cerámicos cristalinos que endurecen por reacciones químicas Rocas y minerales: Provienen de la naturaleza

Materia Prima

Acondicionamiento

Conformado

Estabilización de la forma

Ejemplos

Tradicionales

Minerales

Molturación, mezcla, sacado, atomización

Hidroplástico o vía humera

Cocción o Sintetizado

Azulejos, cerámica artesanal

Altas prestaciones

Reactivos por síntesis química

Tamizado, secado, adición de aglutinantes

Compactación de polvos

Cocción o Sintetizado

Álabes, engranajes

Vidrios

Silicio

Molturación, mezcla, fusión

Hidroplástico o colada de fundido

Enfriamiento

Botellas, vajillas...

Cementos

Calizas, arcillas,

Molturación, mezcla, secado, atomización

Vía húmeda (agua)

Reacción química con el agua

Cemento Portland, escayolas

Rocas y minerales

Canteras

Ninguno

Mecanizado

Ninguno

Encimeras, peanas…

Por su naturaleza, las cerámicas son, en general, duros, frágiles, con alto punto de fusión, baja conductividad térmica y eléctrica, y buena estabilidad química

CERÁMICAS TRADICIONALES

Las cerámicas tradicionales pueden ser de tres tipos: Feldespatos (aluminosilicatos). Tienen bajo punto de fusión, por lo que funden los primeros y forman fase vítrea, lo que liga la estructura (menos porosidad) Cuarzo: Es duro, con alto punto de fusión y poco reactivo. Aporta la dureza y propiedades mecánicas. Arcillas, el tipo predominante. Son aluminosilicatos con agua intercalada, la cual hace que las capas de la estructura deslicen bien y facilita el conformado.

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Arcillas:

Es un material barato y abundante. En cuanto a la estructura contiene aluminosilicatos que contienen agua enlazada químicamente, además con feldespatos y cuarzo. Tiene un conformado fácil de realizar al tener hidroplasticidad y existe fusión en un amplio intervalo de temperaturas. Se clasifican en estructurales (Ladrillos, baldosas, tuberías) y porcelanas (alfarería, vajillas…)

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Refractarios:

Tienen capacidad de soportar elevadas T, son les afectan las reacciones químicas, aislantes térmicos. Empleados en la industria metalúrgica. Formados de ácidos o básicos según con el cual deban estar en contacto.

PROCESADO El proceso de piezas cerámicas comprende las siguientes tapas: Preparación de los materiales, conformado y tratamientos térmicos. 1. Preparación de los materiales: Las materias primas, deben estar en forma de partículas con un tamaño adecuado. Esto se obtiene a través de trituración o molienda, después se separan por tamaños a treves de corrientes de aire o tamizado. Adicionalmente se les ha de dar unas condiciones adecuadas (humedad) 2. Conformado, según el grado de humedad: - Baja humedad: Prensado - Humedad intermedia: En continuo extrusión o inyección, en discontinuo prensado plástico o torneado - Alta humedad: moldeo en barbotina o en cinta...