MATERIALES CERAMICOS 2
MATERIALES CERAMICOS Es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante, que, además, tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también elevado, además presentan un modo de rotura frágil. Todas estas propiedades, hacen que los materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, entre otros).
Por esta razón, en las cerámicas realizamos un tratamiento de sinterización. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista. Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero. La razón, viene dada por la compresión de los poros/ agujeros que se han creado en el material. Al comprimir estos poros, la fuerza por unidad de sección es mayor que antes del colapso de los poros.
Clasificación: El producto obtenido dependerá de la naturaleza de la arcilla empleada, de la temperatura y de las técnicas de cocción a las ue ha sido sometido. Asi tenemos: Materiales cerámicos porosos: No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo como la arena. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes: Arcilla cocida: De color rojizo debido al óxido de de hierro de las arcillas que la componen. La temperatura de cocción es de entre 700 a 1. 000 0C.
Si una vez cocida se recubre con óxido de estaño (similar a esmalte blanco), se denomina loza estannífera. Se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc. Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción varia entre 1. 050 a 1. 070 0C. Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el óxido de hierro y se le añade s[lex (25-35%), yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta.
La cocción se realiza en dos fases: 1. Cocido entre 1 ,200 y 1 ,300 oc. 2. Se extrae del horno y se cubre de esmalte. El resultado es análogo a las porcelanas, pero no es impermeable. Refractarios. Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1. 300 y los 1. 600 0C. El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamientos ni tensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3. 000 0C. Las aplicaciones más usuales son: 1.
Ladrillos refractanos, que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos. 2. Electrocerámicas: Con las que en la actualidad se están llevando a cabo Investigaciones en motores de automóviles, viones, generadores eléctricos, etc. , con vistas a sustituir elementos metálicos por refractar PAGL2 elementos metálicos por refractarios, con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor rendimiento. Materiales cerámicos impermeables y semi-impermeables: Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo.
De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros. Los más destacados: Gres cerámico común. – Se obtiene a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1. 300 0C. Es muy empleado en pavimentos. Gres cerámico fino. – Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo óxidos metálicos) a las que se le añade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusión. Más tarde se introducen en un horno a unos 1. 300 0C. Cuando está a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de sal marina.
La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de silicoaluminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado característico. Porcelana. Se obtiene a partir de una arcilla muy pura, denominada caolín, a la que se le añade fundente (feldespato) un desengrasante (cuarzo o sílex). Son elementos muy duros soliendo tener un espesor pequeño (de 2 a 4 mm), su color natural es blanco o translucido. Para que el producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones: una a una temperatura de entre 1. 000 y 1. 00 0C y otra a más alta temperatura pudiendo llegar a los 1. 800 0C. Teniendo multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, etc. ) y en la industria (toberas de re PAGL3 multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, etc. ) y en la industria (toberas de reactores, aislantes en ransformadores, etc. ). Según la temperatura se distinguen dos tipos: 1. Porcelanas blandas. Cocidas a unos 1. 000 0C, se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a introducir en el horno a una temperatura de 1250 0C o más. 2. Porcelanas duras. Se cuecen a 1. 000 C, a continuación se sacan, se esmaltan, y se reintroducen en el horno a unos 1. 400 cc o más. Si se decoran se realiza esta operación y luego se vuelven a introducir en el horno a unos 800 0C. Materiales refractarios. – Según la norma Europea DIN 51060/ ISO/R 836, considera resistente al calor aquel material que se eblandece a una temperatura inferior de 1 ,5000C; y refractario, aquel material que se reblandece con un mínimo de temperatura de 1 ,5000C y alta refractariedad para aquel material que se reblandece a un temperatura mínima de 1,8000C.
Y en general un material refractario es aquel que tiene una aplicación a temperatura por arriba de los 6000C. Los materiales cerámicos son incandescentes si se le aplican 30W NUEVOS MATERIALES Esta época está caracterizada por el descubrimiento de nuevos materiales que nos está ofreciendo posibilidades tecnológicas solo soñadas en la ciencia ficción. La nanotecnología empieza ser posible por el desarrollo de estos materiales, pues al lograr la miniaturización solo es posible cuando se encuentran propiedades muy especiales de ciertos elementos que permiten que se pueda manipular casi al nivel del átomo.
La física, la química y la informática PAGL40F8 química y la ‘nformática ,han hecho posible este avance, y uno de los elementos que ha hecho posible esta nueva generación de materiales es el Carbono, su composición es muy especial El carbono, tiene una estructura cristalina y lo encontramos en forma de grafito o del diamante, también puede convertirse en ateriales con cualidades únicas que están cambiando toda la industria, pues no solo son más resistentes que el acero, sino que son extremadamente livianos, excelentes conductores eléctricos, que los hacen imprescindibles en la electrónica.
De igual forma el descubrimiento de ciertas propiedades de algunos elementos o tierras raras como las denominan crean nuevas posibilidades tecnológicas que hacen posible la aparición de nuevos dispositivos con mayor eficiencia y un consumo energético cada vez menor. Veamos entonces algunas de las formas que están tomando estos materiales y como están cambiando todo el entido de las nuevas materias primas.
Los nuevos materiales son productos de nuevas tecnologías fruto del desarrollo de la qu[mica y la ffsica aplicada, de la ingeniería y de la ciencia de los materiales. Se han diseñado para responder a nuevas necesidades o a alguna aplicación tecnológica. El rápido progreso de la electrónica durante la segunda mitad del siglo XX se explica por el refuerzo mutuo entre la investigación de materiales y su aplicación industrial práctica en áreas tan distintas como la ingeniería, la medicina, la construcción, las telecomunicaciones o la informática
Los avances de la físic la medicina, la construcción, las telecomunicaciones o la informática Los avances de la física y la aparición de la electrónica combinada con los progresos de la ciencia de los materiales han dado lugar a circuitos eléctricos y electrónicos muy reducidos capaces de controlar señales eléctricas de muy baja intensidad, gracias a nuevos materiales eléctricos como: Semiconductores: Materiales como el silicio, galio o selenio, arseniuro de galio, etc. cuya resistencia al paso de la corriente depende de factores como la temperatura, la tensión mecánica o l grado de iluminación que se aplica. Con ellos se fabrican microchips para ordenadores y circuitos de puertas lógicas. Superconductores: Materiales como el mercurio por debajo de 4 K de temperatura, nanotubos de carbono, aleaciones de niobio y titanio, cerámicas de óxidos de itrio, bario y cobre, etc. , que al no oponer resistencia al paso de la corriente eléctrica, permiten el transporte de energía sin pérdidas.
Piezoeléctricos: Materiales como el cuarzo, la turmalina, cerámicas y materiales plásticos especiales, dotados de estructuras micro cristalinas, que poseen la capacidad de ransformar la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Se utilizan como sensores y actuadores en dispositivos electrónicos como relojes, encendedores, micrófonos, Radares, entre otros. Otros nuevos materiales son: Siliconas: Polímeros en los que las cadenas están formadas por silicio en lugar de carbono.
Son materiales muy flexibles, ligeros y moldeables. Son aislantes del calor y de la electricidad y no les afectan ni el agua, ni las grande moldeables. Son aislantes del calor y de la electricidad y no les afectan ni el agua, ni las grandes variaciones de temperatura. No sufren rechazo en tejidos vivos. Se usan para fabricación de revestimientos exteriores, tapar y sellar grietas, fabricación de prótesis e implantes, material quirúrgico, cirugía estética, entre otros.
El coltán: formado por dos minerales, la columbita y la tantalita, de los que se extraen el tántalo y el niobio, metales necesarios para la fabricación de microprocesadores, baterías de móviles, componentes electrónicos, aleaciones de acero para oleoductos, centrales nucleares, etc. El de las reservas conocidas se encuentra en la República Democrática del Congo. Por ello hay en esta región una amplia zona de conflicto y de guerras por el control de las minas de diamantes, oro, uranio y coltán.
La fibra óptica: son fibras constituidas por un núcleo central de vidrio muy transparente, dopado con pequeñas cantidades de óxidos de germanio o de fósforo, rodeado por una fina capa de vidrio con propiedades ópticas ligeramente diferentes. Atrapan la luz que entra en ellas y la transmiten casi íntegramente. Materiales inteligentes, activos o multifuncionales: materiales como los recubrimientos termocrómicos, capaces de responder e modo reversible y controlable a diferentes estímulos físicos o químicos externos, cambian de color según la temperatura, en caso de incendio, movimientos, esfuerzos, etc.
Se utilizan como sensores, actuadores, etc. en domótica y sistemas inteligentes de seguridad. Materiales con memoria de forma: materiales como las ale domótica y sistemas inteligentes de seguridad. Materiales con memoria de forma: materiales como las aleaciones metálicas de n[quel y titanio, variedades de poliuretano y poliestireno capaces de «recordar» la disposición de su estructura espacial y volver a ella después de una deformación. Se utilizan en sistemas de unión y separación de alambres dentales para ortodoncia, películas protectoras adaptables y válvulas de control de temperatura.
Materiales híbridos: materiales formados por una fibra y una matriz, como fibras de vidrio y de carbono con una matriz de poliéster o matriz metálica o de cerámica. Son materiales ligeros y de gran resistencia mecánica y altas temperaturas, utilizados en la industria aeronáutica y de embarcaciones, en motores y reactores de aviación. República Bolivariana De Venezuela Ministerio Del Poder Popular Para La Educación IJ. P Santiago Mariño PAGL8
