Clasificacion de los materiales ceramicos, metales, polimeros y compuestos
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Este documento clasifica y describe diferentes tipos de materiales, incluyendo metales, cerámicos, polímeros y compuestos. Los metales se clasifican como ferrosos y no ferrosos, y tienen propiedades como alta conductividad eléctrica y térmica. Los materiales cerámicos incluyen ladrillos, porcelana y vidrio, y son fuertes pero frágiles. Los polímeros son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas, como plásticos. Los compuestos están formados
Clasificacion de los materiales ceramicos, metales, polimeros y compuestos
- 1. Clasificacion de los materiales METALES- CERAMICOS- COMPUESTOS Y POLIMEROS Ing. Yazmin Mendoza
- 2. Clasificaciondelos materiales Metales ceramicos Polimeros Compuestos Los materiales de estos grupos poseen estructuras y propiedades diferentes Caracteristicas de los metales Conductividad electrica y termica Alta rigidez resistencia ductibilidad Que son las aleaciones? Combinaciones de metales que conceden una propiedad particularmente deseable en mayor proporcion
- 3. MetalesEstosasuvezseclasificanendos grupos: ferrosos hierro Acero inoxidable fundiciones No ferrosos Aluminio Cobre zinc plomo estaño Oro plata titanio DEFINICIÓN se denominan metales a cada uno de los elementos químicos buenos conductores del calor y de la electricidad, con un brillo característico y normalmente sólidos a temperatura ordinaria (excepto el mercurio). Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales
- 4. Metales Una característica esencial de los metales es que sus sales en disolución suelen forman iones electropositivos, es decir cationes formando normalmente óxidos (unidos al oxígeno), sulfuros (unidos al azufre)
- 5. Los primeros metales que el hombre utilizó fueron el oro, la plata o el cobre que se encuentran con cierta facilidad en estado metálico puro (en forma de elementos nativos). Un poco de HISTORIA : Paulatinamente se fue desarrollando la tecnología necesaria para obtener nuevos metales (metalurgia), calentándolos en un horno de piedra o barro mediante carbón de madera. El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, entre 3500 y 2000 a.C., al emplear mineral de cobre mezclado, de manera más o menos accidental, con pequeñas cantidades de estaño, lo que permitía fundirlo con más facilidad y que, una vez sólido, fuese más tenaz. En este momento comenzó la denominada Edad del Bronce. Metales
- 6. El hierro se puede considerar el cimiento principal de nuestra civilización actual ya que es la base de la producción del acero. El acero supone aproximadamente el 91% de la producción global de metales, con una producción total en 2007 de 1.300 Mt, de las cuales aproximadamente 430 Mt se generaron en China, seguido de Japón (~120 Mt) y Estados Unidos (~100 Mt), mientras que en España se produjeron unas 19 Mt, siendo el 14º productor mundial El acero común (o acero al carbono) es el material metálico más económico y más utilizado. Se trata de una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación. Sus excelentes propiedades mecánicas permiten gran variedad de tratamientos (laminación, fundición, forja, corrugación, trefilado, estampado, etc.) y además admite el corte y la soldadura con facilidad. Los campos de aplicación del acero son casi ilimitados, siendo empleado por ejemplo en edificación, construcción de maquinaria,
- 7. El cromo y el níquel, con contenidos que varían entre el 0,3 y el 30%, son los metales de aleación más comunes proporcionando al acero un carácter inoxidable. El cromo se emplea además en pinturas, en la síntesis del amoniaco, en el curtido del cuero o como protector de la madera, mientras que el níquel se usa también en aleaciones especiales, para la fabricación de baterías, para la acuñación de monedas o como catalizador de diferentes reacciones químicas. El manganeso se emplea como agente desoxidante en todos los tipos de aceros mitigando la acción perjudicial del oxígeno y del azufre. Otras aplicaciones frecuentes son en baterías eléctricas, en pinturas y esmaltes y en la industria química para obtener cloro y yodo. El molibdeno aumenta la tenacidad y la resistencia a la corrosión de los aceros, pero también se emplea como desulfurante en la industria petrolera, como pigmento, en la fabricación del caucho, como lubricante y electrónica (transistores).
- 9. Se definen así aquellos metales no utilizados de manera habitual en la fabricación de los aceros. En este grupo se incluyen todos los metales base utilizados por la industria (cobre, plomo, cinc, estaño, titanio, antimonio, mercurio, aluminio y magnesio), los metales preciosos (oro, plata y platinoides) y el resto de elementos minoritarios. Metales no ferreos No ferrosos Aluminio Cobre zinc plomo estaño Oro plata titanio
- 10. Según la opinión química: Clasificación de los METALES
- 11. Según el punto de vista practico: Clasificación de los METALES
- 12. Clasificaciondelos materiales Metales ceramicos Polimeros Compuestos Tienen baja conductividad electrica y termica, son fuertes y duros aunque fragiles y quebradizos Ladrillo porcelana refractarios vidrio Dentro de este grupo de materiales se encuentran Se clasifican en: TECNICOS – NO TECNICOS - VIDRIO
- 13. Materiales ceramicos Procesos ceramicos Materias primas mezclado Conformado en frio sinterizado Fusion estructuras termodinami ca Cinetica de las transformaci ones Propiedades de los materiales ceramicos mecanicas termicas electricas opticas magneticas quimicas aplicaciones estruturales Materiales cementicios Ceramica roja vajilla sanitarios refractarios funcionales Electrica Electronica optica Biologica Avanzados Material de alfareria
- 14. Los procesos cerámicos tradicionales (en base como se fabrican en todo el mundo) se esquematiza a continuación: El primer paso es la mezcla de las materias primas (minerales, productos químicos, materiales reciclados) en forma de polvo con la granulometría controlada y con agregado de agua también controlada. Una vez obtenido la mezcla, se realiza el conformado en frío y se obtiene la pieza crudo (material policristalino), luego se le realiza el tratamiento térmico (sinterizado) .adecuado siendo ésta la etapa fundamental para obtener la microestructura deseada condicionada por la composición de las materias primas.
- 16. Clasificaciondelos materiales Metales ceramicos Polimeros Compuestos Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los plásticos se suelen presentar en la industria en forma de gránulos. Los gránulos se calientan y se les añaden aditivos (aire, colorantes, estabilizantes, …) para modificar sus propiedades Cuando tenemos el material plástico con las propiedades que necesitamos, se le da forma mediante un proceso llamado conformación (shaping), con el que conseguimos el objeto de plástico deseado.
- 18. Lineal: Se repite siempre el mismo tipo de unión. Ramificado: Con cadenas laterales unidas a la principal. Entrecruzado: Si se forman enlaces entre cadenas vecinas. Según la estructura de la cadena Clasificación de los POLIMEROS
- 19. Según la estructura de la cadena Clasificación de los POLIMEROS Homopolímero Los homopolímeros son aquellos polímeros en los que todos los monómeros que los constituyen son iguales. Los copolímeros están formados por dos o más monómeros diferentes.
- 20. Clasificación de los POLIMEROS Según su respuesta termo-mecanica termoplasticos Termorigidos Elastomeros Recubrimientos de superficies fibras adhesivos se comportan de manera plástica a elevadas temperaturas Este reticulado no permite que estos polímeros sean reprocesados después de que han sido conformados. se trata de materiales poliméricos que tienen la capacidad de deformarse mucho más que el 300% en forma elástica. Tienen cierto grado de extensibilidad, alta adhesión pero conservando cierto grado de cohesión. Suelen tener baja cristalinidad. Sus características son similares a las de los adhesivos, pero además tienen gran resistencia a la abrasión. Se usan para proteger y decorar. Pueden tejerse o enlazarse para formar prendas dimensionalmente estables; es necesario que no cedan demasiado. Deben ser resistentes y con tendencia a la cristalización.
- 21. Clasificación de los POLIMEROS Termoplasticos Las cadenas moleculares no estan conectadas de manera rigida Buena ductubilidad y conformabilidad Termoestables Cadenas moleculares fuertemente enlazadas Resistentes y Fragiles Elastomeros Son materiales muy elasticos,al aplicar una tension las moleculas del polimero se estiran alcanzando longitudes muy grandes sin romperse No pueden ser reciclados, fundidos o calentados. Pueden ser calentados, fundidos, moldeados y enfriadados repétidas veces. Poliestileno ejemplos RESINA EPOXI ejemplos ejemplos Caucho Na Según su respuesta termo-mecanica
- 22. EJEMPLOS Termoplasticas • resinas fenólicas. PF • resinas de carga. UF • resinas de melamina. NF • resinas epoxi. EP • poliuterano. PUP Resinas Fenolicas -PF Resinas de Carga- UF RESINA EPOXI Poliuretano-PUP Resina de melamina-NF
- 23. PMMA-polimetaquilato Policlorotrifluoroetileno o PTFE Policarbonatos-PESilicona PVC- policloruro de vinilo Poliestileno -PE Poliamidas EJEMPLOS Termoestables PTEE- flourados Poliestileno - DURO Poliestileno - EXPANDIDO
- 24. Polietileno - PS Polietileno BAJA DENSIDAD Polietileno ALTA DENSIDAD
- 26. Clasificaciondelos materiales Metales ceramicos Polimeros Compuestos Como su nombre lo indica estan formados apartir de dos o mas materiales de distintos grupos, poroduciendo materiales que no se encuentran en ninguno de los materiales en forma individual.
- 28. Compuestos Los materiales de esta familia surgen de la necesidad de obtener materiales con una combinación de propiedades que difícilmente se encuentren en los cerámicos, los plásticos o los metales. Por ejemplo, en la industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara vez se dan juntas; por lo que se “diseña” un material según la aplicación para la cual se necesitan.
- 29. Una característica de todos los materiales compuestos es que, en cada uno de ellos, se pueden distinguir dos componentes bien diferenciados: la matriz y el refuerzo o fase discontinua. La matriz La matriz es la fase continua en la que el refuerzo queda “embebido”. Tanto materiales metálicos, cerámicos o resinas orgánicas pueden cumplir con este papel. A excepción de los cerámicos, el material que se elige como matriz no es, en general, tan rígido ni tan resistente como el material de refuerzo. Las funciones principales de la matriz son: • definir las propiedades físicas y químicas • transmitir las cargas al refuerzo, • protegerlo y brindarle cohesión. Así como también permitirá determinar algunas características del material compuesto como la conformabilidad y el acabado superficial, Al someter al material compuesto a diferentes tipos de cargas mecánicas la matriz juega diferentes roles:
- 30. 1. Bajo cargas compresivas: es la matriz la que soporta el esfuerzo, ya que se trata de la fase continua. 2. En tracción: la matriz transfiere la carga aplicada sobre la pieza a cada una de las fibras o partículas, de manera que éstas sean las que soporten el esfuerzo. Para ello es necesaria una excelente adhesión entre la matriz y el refuerzo. Es la fase discontinua (o dispersa) que se agrega a la matriz para conferir al compuesto alguna propiedad que la matriz no posee. En general, el refuerzo se utiliza para incrementar la resistencia y rigidez mecánicas pero, también, se emplean refuerzos para mejorar el comportamiento a altas temperaturas o la resistencia a la abrasión. El material de refuerzo
- 31. El vidrio… a nadie se le ocurriría decir que es más resistente que el acero u otro metal. Ni siquiera que es más resistente que los polímeros que utilizamos de manera corriente. Una varilla de vidrio diríamos que es, sin temor a equivocarnos, mucho menos resistente que un revolvedor de plástico, o que una cucharita de metal ¿no es cierto? Entonces… ¿por qué utilizamos fibras de VIDRIO para reforzar materiales compuestos? Cuando sometemos a estos materiales “frágiles” a tensiones, los defectos presentes al azar en el sólido, provocan la ruptura del mismo a esfuerzos mucho menores que su resistencia teórica. Para solucionar este problema, estos materiales son producidos en forma de fibras de manera tal que, si bien existen esos mismos defectos orientados al azar, estos se observarán en algunas de las miles de fibras, mientras que el resto podrá dar cuenta de la resistencia esperada del material sin defectos. Fibra de vidrio