Propiedad de materiales
Páginas: 8 (1894 palabras)
Publicado: 27 de marzo de 2011
MATERIALES CERÁMICOS
La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos, cuya raíz sánscrita significa "quemar".
Se refiere a la arcilla en todas sus formas.
Uso moderno de este término: todos los materiales inorgánicos no metálicos.
Arcillas tradicionales, utilizadas en alfarería, ladrillos, azulejos y similares, junto con el cemento y el vidrio.
Históricamente los productoscerámicos han sido:
Duros
Porosos
Frágiles.
El estudio de la cerámica consiste en una gran extensión de métodos para mitigar estos problemas y acentuar las potencialidades del material, así como ofrecer usos no tradicionales.
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CERÁMICOS
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos.
Se fracturan ante esfuerzos de tensión
Poca elasticidad
Porosy otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o concentradores de esfuerzo reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.
El módulo de elasticidad alto (311 GPa TiC).
El valor del módulo de elasticidad depende de la temperatura
Disminuye de forma no lineal al aumentar ésta.
Deformación plástica
Rigidez de la estructura de los componentes cristalinos, hay pocos sistemas dedeslizamientos
Poco deslizamiento de dislocaciones
La deformación ocurre de forma muy lenta
Con los materiales no cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la deformación plástica, y también es muy lenta.
Tienen elevada resistencia a la compresión
Incluso a temperaturas altas (hasta 1.500 ºC).
Bajo cargas de compresión las grietas incipientes tienden a cerrarse,mientras que bajo cargas de tracción o cizalladora las grietas tienden a separarse, dando lugar a la fractura.
Los valores de tenacidad de fractura en los materiales cerámicos son muy bajos (apenas sobrepasan el valor de 1 MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentados considerablemente mediante métodos como el reforzamiento mediante fibras o la transformación de fase en circonia.
Una propiedadimportante es el mantenimiento de las propiedades mecánicas a altas temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
PROPIEDADES MECANICAS DE CERÁMICAS
[pic]
FACTORES QUE AFECTAN LAS PROPIEDADES MECÁNINAS
La falla se presenta por:
Defectos estructurales:
Grietas por acabado superficial.
Huecos (poros).Concentraciones de esfuerzo
Reducción del área de sección
Defectos de procesamiento
En material densos al tamaño de grano
Composición química
Temperatura
Microestructura
Medio ambiente
COMPORTAMIENTO TÉRMICO
Por lo general los materiales cerámicos presentan un buen comportamiento a alta temperatura, mientras que pueden sufrir roturas por choque térmico a temperaturas inferiores.CHOQUE TÉRMICO.
Fractura de un material por cambio brusco de temperatura.
Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura:
Disminuir la porosidad.
La resistencia al choque térmico se reduce.
Aislamiento se reduce.
Resistencia mecánica en aumento.
Capacidad de carga aumenta.
Muchos materiales son usados en estados muy porosos
Materialescombinados:
Capa porosa combinada con una delgada camiza de material más denso que provee resistencia.
Algunos materiales pueden ser usados a temperaturas en donde se licúa parcialmente.
Ladrillos refractarios de dióxido de silicio (SiO2); esto es usado para recubrir hornos de fundición de acero, trabajan a más de 1650 °C, algunos de los ladrillos comienzan a licuarse.
TERMOFLUENCIA:
Losmateriales cerámicos poseen por lo general una buena resistencia a la termofluencia. Esto es debido principales a dos factores en el caso de cerámicos cristalinos:
Altos valores de temperatura de fusión.
Elevada energía de activación para que comience la difusión.
COMPORTAMIENTO REFRACTARIO.
MATERIALES REFRACTARIOS:
Baja conductividad térmica
Son empleados como aislantes, por ejemplo: en...
La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos, cuya raíz sánscrita significa "quemar".
Se refiere a la arcilla en todas sus formas.
Uso moderno de este término: todos los materiales inorgánicos no metálicos.
Arcillas tradicionales, utilizadas en alfarería, ladrillos, azulejos y similares, junto con el cemento y el vidrio.
Históricamente los productoscerámicos han sido:
Duros
Porosos
Frágiles.
El estudio de la cerámica consiste en una gran extensión de métodos para mitigar estos problemas y acentuar las potencialidades del material, así como ofrecer usos no tradicionales.
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CERÁMICOS
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos.
Se fracturan ante esfuerzos de tensión
Poca elasticidad
Porosy otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o concentradores de esfuerzo reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.
El módulo de elasticidad alto (311 GPa TiC).
El valor del módulo de elasticidad depende de la temperatura
Disminuye de forma no lineal al aumentar ésta.
Deformación plástica
Rigidez de la estructura de los componentes cristalinos, hay pocos sistemas dedeslizamientos
Poco deslizamiento de dislocaciones
La deformación ocurre de forma muy lenta
Con los materiales no cristalinos (vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la deformación plástica, y también es muy lenta.
Tienen elevada resistencia a la compresión
Incluso a temperaturas altas (hasta 1.500 ºC).
Bajo cargas de compresión las grietas incipientes tienden a cerrarse,mientras que bajo cargas de tracción o cizalladora las grietas tienden a separarse, dando lugar a la fractura.
Los valores de tenacidad de fractura en los materiales cerámicos son muy bajos (apenas sobrepasan el valor de 1 MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentados considerablemente mediante métodos como el reforzamiento mediante fibras o la transformación de fase en circonia.
Una propiedadimportante es el mantenimiento de las propiedades mecánicas a altas temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
PROPIEDADES MECANICAS DE CERÁMICAS
[pic]
FACTORES QUE AFECTAN LAS PROPIEDADES MECÁNINAS
La falla se presenta por:
Defectos estructurales:
Grietas por acabado superficial.
Huecos (poros).Concentraciones de esfuerzo
Reducción del área de sección
Defectos de procesamiento
En material densos al tamaño de grano
Composición química
Temperatura
Microestructura
Medio ambiente
COMPORTAMIENTO TÉRMICO
Por lo general los materiales cerámicos presentan un buen comportamiento a alta temperatura, mientras que pueden sufrir roturas por choque térmico a temperaturas inferiores.CHOQUE TÉRMICO.
Fractura de un material por cambio brusco de temperatura.
Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura:
Disminuir la porosidad.
La resistencia al choque térmico se reduce.
Aislamiento se reduce.
Resistencia mecánica en aumento.
Capacidad de carga aumenta.
Muchos materiales son usados en estados muy porosos
Materialescombinados:
Capa porosa combinada con una delgada camiza de material más denso que provee resistencia.
Algunos materiales pueden ser usados a temperaturas en donde se licúa parcialmente.
Ladrillos refractarios de dióxido de silicio (SiO2); esto es usado para recubrir hornos de fundición de acero, trabajan a más de 1650 °C, algunos de los ladrillos comienzan a licuarse.
TERMOFLUENCIA:
Losmateriales cerámicos poseen por lo general una buena resistencia a la termofluencia. Esto es debido principales a dos factores en el caso de cerámicos cristalinos:
Altos valores de temperatura de fusión.
Elevada energía de activación para que comience la difusión.
COMPORTAMIENTO REFRACTARIO.
MATERIALES REFRACTARIOS:
Baja conductividad térmica
Son empleados como aislantes, por ejemplo: en...
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