Arcilla roja

MATRIZ A BASE DE ARCILLA ROJA

Ciencia de los Materiales I

2011
OBJETIVO:
Producir una pieza a base de arcilla roja por la técnica de prensado uniaxial, para después proceder a realizar las pruebas de flexión, contracción y absorción.

La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presentadiversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura.
Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 ·2SiO2 · H2O.
Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio.
Dichas propiedades son las que nos permiten producir la pieza que queremosobtener, en este caso usaremos el prensado. En una operación de prensado en seco, los polvos se alimentan en un dado o una cavidad y se compactan bajo presión. En general, el prensado se puede dividir en dos categorías: uniaxial (uniprensado) e isostático (isoprensado). En el prensado uniaxial el polvo se alimenta en un dado y la presión se aplica externamente a lo largo de un solo eje, lo cual limitaesta técnica a formas relativamente simples. En el prensado isostatico, el polvo se alimenta en un molde compresible o bolsa y la presión es aplicada uniformemente en todas las direcciones por medio de un líquido o un gas. El “slip casting” implica agregar el polvo de cerámica a un medio líquido que sea acuoso producir una mezcla que se vierte en un molde poroso. Para este caso usaremos prensadouniaxial, de allí obtendremos la pieza en verde para realizarle el debido Tratamientos térmico.
El tratamiento térmico es un paso esencial en la fabricación de la mayoría de los productos cerámicos. En esta subdivisión consideramos los siguientes tratamientos térmicos: secado, sinterizado, verificación.
Secado y eliminación de aglutinantes. El propósito del secado de cerámicas es eliminar el aguadel cuerpo cerámico plástico antes de ser sometida a altas temperaturas. Generalmente, la eliminación de agua se lleva a cabo a menos de 100ºC y puede tardar tanto como 24hs. para un trozo de cerámica grande. La mayoría de los aglutinantes orgánicos pueden ser eliminados de piezas cerámicas por calentamiento en el rango de 200 a 300ºC, aunque algunos residuos hidrocarbonados pueden requerir uncalentamiento a temperaturas mas elevadas.
Sinterizacion. El proceso por el cual se consigue que pequeñas partículas de un material se mantengan unidas por difusión al estado sólido se llama sinterización. En la fabricación de cerámicas este tratamiento térmico se basa en la transformación de un producto poroso en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado paraproducir formas cerámicas de, por ejemplo, alúmina, berilia, ferrita y titanatos.
En el proceso de sinterizado las partículas coalescen por difusión al estado sólido a muy altas temperaturas pero por debajo del punto de fusión del compuesto que se desea sinterizar. En la sinterización, la difusión atómica tiene lugar entre las superficies de contacto de las partículas a fin de que resultenquímicamente unidas.
Las pruebas a realizar son:
Ensayo de contracción: Con las probetas en verde hacer dos marcas con el calibrador a una distancia conocida (Lp) (anotarla), después del tratamiento térmico medir de nuevo la distancia entre las marcas (Lf) y medir de nuevo las diferentes longitudes de las muestras y calcular el porcentaje de contracción de la siguiente forma:
% Contracción =...