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PROPIEDADES TERMICAS
POR "PROPIEDAD O CARACTERÍSTICA TÉRMICA" SE ENTIENDE LA RESPUESTA DE UN MATERIAL AL SER CALENTADO
A MEDIDA QUE UN SÓLIDO ABSORBE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR, SU TEMPERATURA Y SUS DIMENSIONES AUMENTAN.
LA ENERGÍA PUEDE TRANSPORTARSE DE LAS REGIONES CALIENTES A LAS REGIONES MÁS FRÍAS DE LA MUESTRA SI
EXISTE UN GRADIENTE DE TEMPERATURA Y, FINALMENTE LA MUESTRA PUEDE FUNDIRSE
LA CAPACIDAD CALORÍFICA, LA DILATACIÓN TÉRMICA, LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y LA REFRACTARIEDAD
(RESISTENCIA PIROSCÓPICA) SON PROPIEDADES MUY IMPORTANTES EN LA UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE LOS
MATERIALES Y, EN PARTICULAR, DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS.
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
LOS FENÓMENOS QUE DAN LUGAR A LA VARIACIÓN DE DIMENSIONES CON LA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA SON:
1.- DILATACIÓN TÉRMICA REVERSIBLE (COEFICIENTE ), QUE ES UNA CARÁCTERÍSTICA INTRÍNSECA DEL MATERIAL RELACIONADA CON LA ENERGÍA
DEL ENLACE QUÍMICO
2.- CAMBIOS POLIMÓRFICOS, CORRESPONDIENTES A TRANSFORMACIONES DE FASE CON VARIACIÓN DE VOLUMEN (V).
PUEDEN SER REVERSIBLES O IRREVERSIBLES
3.- SINTERIZACIÓN, DURANTE LA CUAL SE PUEDEN PRODUCIR REORDENACIONES, CRECIMIENTO DE GRANOS, NUCLEACIÓN DE POROS Y
DENSIFICACIÓN
4.- REACCIONES INVARIANTES, TALES COMO CRISTALIZACIONES, DISOLUCIONES Y EXOLUCIONES Y FUSIONES.
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
EN LA FIGURA SE INDICAN LAS DILATACIONES LINEALES REVERSIBLES DE ALGUNOS MATERIALES REFRACTARIOS.
1 magnesia2 cromo magnesia3 cromita 4 sílice5 óxido de circonio6 corindón 997 corindón 908 chamota9 silimanita10 circonio11 carburo de silicio
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
RESULTANDO FINALMENTE:
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
LA UTILIDAD DE LA INFORMACIÓN SUMINISTRADA POR LOS ESTUDIOS DILATOMÉTRICOS ES IMPORTANTE
1.- EN LA FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS.
- CURVAS DE SECADO Y COCCIÓN.
- SINTERIZACIÓN 2.- EN LA UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS. -PREVISIÓN DE CAMBIOS DIMENSIONALES Y FORMAS
-DISEÑO DE ESTRUCTURAS O MAMPOSTERÍAS REFRACTARIAS
-TENSIONES TERMOMECÁNICAS EN EL INTERIOR DE PIEZAS DE MATERIALES COMPUESTOS (POLIFÁSICOS)
- RESPUESTAS A LOS CHOQUES TÉRMICOS ASOCIADAS A EXPANSIONES Y CONTRACCIONES.-COMPORTAMIENTO ANTE LOS CICLOS TÉRMICOS
-RESISTENCIA AL DESCONCHADO (SPALLING)
-TENSIONES ENTRE ELEMENTOS DEL REVESTIMIENTO REFRACTARIO
- CALCULO DE JUNTAS DE DILATACIÓN ADECUADAS, PARA QUE NO QUEDEN ABIERTAS LO QUE DARIA LUGAR A UN AFLOJAMIENTO DE LA MAMPOSTERÍA Y SE PRODUCIRIAN FUGAS O PARA QUE NO SE APRIETEN PRODUCIENDO CARGAS DE PRESIÓN QUE PUEDEN CAUSAR ROTURAS.
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PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO
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PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS / REFRACTARIEDAD
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PROPIEDADES TERMICAS / REFRACTARIEDAD
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(1).- Los metales alcalinos con enlaces atómicos debiles y las ceramicas
ionicas monovalentes tienen temperaturas de fusión bajas.
(2).- Los metales de transición (Fe, Ni, Co, etc) que presentan un enlace más fuerte tienen temperaturas de fusión
mucho más altas.
(3).- Las ceramicas ionicas multivalentes con un tanto por ciento de enlace covalente creciente tienen temperaturas de fusión cada vez mas
grandes.
(4).- Las ceramicas con fuertes enlaces covalentes tienen
temperaturas de fusión o de disociación muy altas.
(5).- Los metales con fuertes enlaces, tales como el W, Ta y Mo, tienen
temperaturas de fusión muy altas.
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PROPIEDADES TERMICAS /CONDUCTIVIDAD TERMICA
LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ES UNA PROPIEDAD MUY IMPORTANTE A LA HORA DE ELEGIR EL MATERIAL MÁS ADECUADO DESDE EL PUNTO
DE VISTA DE AISLAMIENTO TÉRMICO. EN GENERAL, EN LOS MATERIALES REFRACTARIOS, Y ESPECIALMENTE EN LOS AISLANTES, SE REQUIERE
UNA BAJA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA AL OBJETO DE MINIMIZAR LAS PÉRDIDAS DE CALOR POR LAS PAREDES DE LOS HORNOS
INDUSTRIALES, ETC
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LA TRANSMISIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE UN MATERIAL
REFRACTARIO ES UN FENÓMENO DE
TRANSPORTE COMPLEJO, DEBIDO A QUE AL SER UN
SÓLIDO POROSO INTERVIENEN EN ÉL, EN
MAYOR O MENOR GRADO, LOS TRES MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR:
‑ CONVECCION (EN EL GAS)
‑ RADIACION (EN EL GAS)
‑ CONDUCCION (EN EL SÓLIDO Y EN EL GAS ENCERRADO EN LOS
POROS)
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PROPIEDADES TERMICAS /CONDUCTIVIDAD TERMICA
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PROPIEDADES TERMICAS /CONDUCTIVIDAD TERMICA
Modelos de distribución de dos fases o componentes en un material compuesto.
(a).- Láminas paralelas que pueden estar orientadas paralela o perpendicularmente a la dirección del flujo de calor.
(b).- Fase matriz continua, con una dispersión de partículas discontinua(c).- Grandes granos aislados separados por fase continua minoritaria.
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PROPIEDADES TERMICAS /CONDUCTIVIDAD TERMICA
Se deduce que el efecto de la radiación sobre la conductividad en los poros es proporcional a su diámetro y al cubo de la temperatura absoluta. Así, los poros de mayor tamaño contribuyen a aumentar la conductividad térmica a altas temperaturas, mientras que los poros de pequeño tamaño son una buena barrera al flujo de calor.
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En la figura se da conductividad térmica
efectiva de una circona, con un 20 % de
porosidad, en función de la temperatura y del
tamaño de los poros y de la emisividad o emitancia
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PROPIEDADES TERMICAS / CHOQUE TERMICO