Mecanica

1. Introducción - ¿Qué tipo de materiales son los abrasivos?
Cuando hablamos ó pensamos en el término “cerámicos”, inmediatamente, lo asociamos a las artesanías, a la vajilla y a la porcelana. Sin embargo, dentro de los materiales de ingeniería las cerámicas o fases cerámicas abarcan una amplia variedad de sustancias. Para mencionar algunas: vidrio, ladrillos, piedra, concreto, porcelanaesmaltada, materiales magnéticos no metálicos, refractarios y entre muchos otros los abrasivos.

Todos estos materiales tienen un rasgo característico común. Son compuestos de metales y no metales.

Fuente: www.kcabrasive.com |
Vale decir, entonces, que la clasificación como material cerámico es amplia, a punto tal que se incluyen no solamente los óxidos y silicatos, sino también todos losmateriales inorgánicos no metálicos como los carburos duros y grafitos.

La gran mayoría de los minerales cerámicos, pensándolos como fases, al igual que los metales, tienen estructuras cristalinas. En estas están presentes elementos metálicos y no metálicos con enlaces covalentes ó iónicos.

Haciendo un poco de memoria sobre las clases de Química, esto significa que son estructuras que no tienenmuchos electrones libres. Los electrones están compartidos covalentemente entre átomos adyacentes ó bien son transferidos de un átomo a otro para dar un enlace iónico. 

Estos tipos de enlaces son los que dan a los materiales cerámicos una alta estabilidad. Como clase, la temperatura de fusión en promedio, es más alta que la de los materiales metálicos u orgánicos. Son más resistentes a laalteración química. En general son malos conductores tanto eléctricos como térmicos.

Las estructuras cristalinas son bastante complejas; lo cual sumado a la mayor resistencia de sus enlaces químicos, hacen lentas a las reacciones químicas cerámicas.
De aquellos compuestos que nos interesan, como el Si C (carburo de silicio), las estructuras y propiedades se encuentran entre las de los materialescerámicos y de los metálicos. Como compuesto tienen elementos semimetálicos.
Toda esta digresión nos debe llevar a tener presente los siguientes conceptos:
• Los abrasivos como el Si C (carburo de silicio), el Al2O3 (óxido de aluminio – corindón) son compuestos cerámicos.
• Los materiales cerámicos son compuestos de metales y no metales.
• Las propiedades de los materiales cerámicos son producto desus estructuras cristalinas.
En general, están caracterizados por sus elevadas resistencias al corte, con lo cual no son dúctiles. Por ende, tienen:
• Altas durezas y resistencias a la compresión.
• Alta sensibilidad a las fisuras.
• Baja resistencias a la fractura.
La dureza y la resistencia son importantes en algunos casos.
Para evaluar la dureza, actualmente se utilizan ensayos demicrodureza. Para los cerámicos, la dureza – volveremos sobre este concepto – se puede definir como la resistencia a la acción de ser rayado.
Este concepto fue sobre el que se creó la escala de Mohs. “Método de rasguño de dureza Mohs”
Básicamente, se seleccionan (10) diez minerales que van desde el diamante con valor (10) diez, hasta el talco con valor (1) uno. Los valores se escogen con base en unamuestra de un número más alto que pudiera rayar a uno con un número menor. Es decir, el más alto raya al más bajo.
En este punto, ya alguien deber estar cayendo en la cuenta del por qué aplicamos abrasivos (materiales cerámicos) para tallar un vidrio (otro material cerámico). Además, si observamos la escala de dureza, detengamos nuestra atención en la ubicación del carburo de silicio, el corindón yel vidrio.
Al vidrio lo desbastamos con el carburo de silicio. Afinamos nuestro trabajo con el corindón y, finalmente, pulimos con óxido de cerio.
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2. Materiales abrasivos
Ya hemos clasificado a los abrasivos como materiales cerámicos. También hemos dicho, que hay materiales, de este tipo, que presentan una gran dureza, lo cual los hace muy útiles para ser usados como tales. Estos...