Practica Calificada Materiales Cerámicos, Ejercicios de Materiales

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Preguntas

Tema 2 - Capítulo 7

Materiales Cerámicos

Cuáles son las características que definen los MATERIALES CERÁMICOS:

• Inorgánicos y Generalmente cristalinos.
• Constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
• Enlaces iónicos ó covalentes.
• Obtenidos a partir de polvos y posterior proceso de sinterización a elevadas temperaturas.
• Refractariedad.
• Comportamiento electrónico y magnético.
• Elevada resistencia a altas temperaturas.
• Elevados valores de dureza.
• Excelentes propiedades tribológicas.
• Químicamente inertes.
• Tenacidad <-> Fragilidad.
• Punto débil: excasa fiabilidad mecánica. Extrema sensibilidad a la distribución y concentración de tensiones.

Clasifica los materiales Cerámicos por su Aplicación

• VIDRIOS.
• ARCILLA COCIDA.
• ABRASIVOS.
• REFRACTARIOS.
• CEMENTOS.
• CERÁMICAS AVANZADAS. PREGUNTA 7. Clasifica los MATERIALES CERÁMICOS por su estructura:
• CERÁMICAS IONICAS.
• CERÁMICAS COVALENTES.
• SÍLICE Y SILICATOS.
• ALEACIONES CERÁMICAS.
• CERÁMICAS CRISTALINAS.
• VIDRIOS CERÁMICOS.
• CERÁMICAS VÍTREAS.

¿Qué es una Cerámica Iónica?, cita un par de ejemplos:

• FORMADAS POR UN METAL + UN NO METAL: UNIÓN POR ATRACCIÓN ELECTROSTÁTICA ENTRE + y -.
• EJEMPLOS:  HALITA: NaCl.  ALUMINA: Al 2 O 3. (cerámica estructural, usada para corte, abrasivo, refractario,...)  ZIRCONA: ZrO2. (cerámica ingenieril, usada como superficie antidesgaste).  MAGNESIA: MgO. (cerámica ingenieril, usada en hornos como refractario, punto de fusión > 2000 ºC).

¿Qué es la sílice y los silicatos?, cita un par de ejemplos:

• Son cerámicas abundantes y baratas en las que la unidad básica es la que resulta si sustituimos los C en el diamante por tetraedros de SiO 4.
• EJEMPLOS:  Monómeros.  Dímeros.  Estructuras de cadena.  Estructuras laminares. (arcillas capas de silicato lubricadas por capas de agua).  Redes tridimensionales. (sílice pura).

¿Qué se pretende obtener en una aleación cerámica frente a una aleación metálica?

• En las aleaciones de metales se busca aumentar:  límite elástico.  la resistencia a la fatiga  ó la resistencia a la corrosión.
• En las aleaciones cerámicas se busca:  Mejorar tenacidad.  Conseguir densificación total.

¿Por qué se caracterizan los VIDRIOS CERÁMICOS? ¿Qué son los modificadores? ¿y los formadores?.

• Se caracterizan por su ordenación atómica en cortas distancias.
• Modificadores: átomos de diferentes especies que rompen la continuidad de la red de la estructura abierta de los vidrios.
• Formadores : átomos de diferentes especies que contribuyen a la formación de la red de la estructura abierta de los vidrios.

¿Cuáles son los Métodos de conformado del vidrio a partir del estado fundido? ¿y qué parámetro principal se ha de controlar?  Soplado.  Centrifugado.  Moldeo a presión. el parámetro a controlar es la viscosidad.

¿De qué dependerán las propiedades de una CERÁMICA VÍTREA? y por qué se caracteriza?. ¿Cómo son sus propiedades respecto al vidrio de partida? ¿Vías de obtención? ¿Qué vía proporciona mejores propiedades mecánicas?

• Las propiedades dependerán de sus fases vítrea y cristalina así como de sus fracciones en volumen.
• Las propiedades mecánicas son superiores a las del vidrio de procedencia.
• Se pueden obtener por dos vías: 1º conformar el vidrio de partida por métodos sencillos. 2º proceder a la desvitrificación del vidrio conformado. Ó 1º Conformado de polvos en estado vítreo. 2º Desvitrificación simultanea a la sinterización.
• Esta última vía es la que proporciona mejores propiedades mecánicas.

Clasificación de los materiales cerámicos en base a su aplicación:

¿En qué consiste el temple sobre el vidrio plano? Es un tratamiento de recocido para disminuir su fragilidad. Se somete al vidrio a temperaturas superiores a las de transición vítrea pero inferiores a la de fusión, al enfriar rápidamente se crean en el material a nivel superficial tensiones de compresión que mejoran sus propiedades. PREGUNTA 7. ¿Qué es una vitrocerámica? Vitrocerámicas : se elaboran como u vidrio y posteriormente un tratamiento de desvitrificación logrando una transformación del vidrio en cristal del 50 %, mejorando:

• Propiedades mecánicas.
• Resistencia al choque térmico.
• Disminución del coeficiente de dilatación térmica.

¿Por qué se caracterizan los Materiales CERÁMICOS de ARCILLA COCIDA? Y Cómo se fabrican?.

• Constituidos por aluminosilicatos.
• Poseen en su red agua enlazada químicamente.
• Abundan otros elementos y estructuras. Fabricación:
• (hidroplásticos) lo que favorece su conformado por extrusión, prensado o laminado.
• Se les adiciona arena de sílice por su bajo coste y alta dureza.
• Se les adiciona feldespato para reducir la temperatura de cocción. En su fabricación al aumentar la temperatura se promueve la aparición de una fase líquida que al enfriar une los granos.

¿Por qué se caracterizan las Cerámicas Avanzadas? ¿Cuáles son sus principales utilizaciones en la actualidad? ¿Cuáles son limitaciones? Se caracterizan por:

• Elevada resistencia ante solicitaciones de tipo térmico, mecánico y químico.
• Baja densidad.
• Alta resistencia al desgaste.
• En general elevada resistividad eléctrica. En contraste también hay cerámicos de elevada conductividad térmica, iónica, ferromagnetismo, piezoelectricidad, ... y cerámicas con transparencia óptica. Su utilización actual, sobretodo por funciones eléctricas y magnéticas. Sus limitaciones: la fiabilidad, la dificultad de diseño y el coste.

CLASIFICACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN

DE MATERIALES CERÁMICOS