estructura de los materiales

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE TABASCO

MATERIA

EXTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS MATERISALES

ALUMNO

FRANCISCO JAVIER VENTURA JIMENEZ

LUIS ROBERTO CASTILLO CASTILLO

GRADO

4º CUATRIMESTRE “B”

CARRERA

MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

VILLAHERMOSA, TABASCO

INTRODUCCION A LAS PORPIEDADES DE LOS MATERIALES

INTRODUCCIÓN A LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos.

Existen materiales de muy diversos tipos que, de forma muy regular, se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:

CLASIFICACIÓN

Metales : son los sólidos en que los átomos están ubicados en posiciones regularmente definidas y repetitivas en la estructura. Esas estructuras regularmente son llamadas cristales. Ejemplo de metales son: hierro y acero, aluminio, cobre, níquel, titán, etc., y sus aleaciones.

Polímeros: consisten en moléculas en cadena largas en grupos repetitivos que principalmente tiene enlaces covalentes, muchos polímetros tienden a reblandarse a temperaturas moderadas, por lo general no son útiles en aplicaciones de alta temperatura gran desarrollo potencial. Comúnmente llamados plásticos.

Cerámicos: están formados por especies antimónicas metálicos y no metálicos. ejemplos vidrios, cementos, hormigones, etc.

Materiales compuestos: son estructuras donde se mezcla dos o mas materiales para producir un nuevo material.


METALES

En metales en estado sólido , los átomos se encuentran empaquetados relativamente muy juntos en una

ordenación sistemática o estructura cristalina . Por ejemplo la disposición de los átomos de cobre en el cobre

cristalino consiste que los átomos están tan juntos que sus electrones externos de valencia son atraídos por

los núcleos de sus numeroso vecinos

Enlace iónico

Los enlaces iónicos se pueden formar entre elementos muy electropositivos (metálicos) y elementos muy

electronegativos (no metales) . En el proceso de ionización los electrones son transferidos desde los átomos

de los elementos electropositivos a los átomos de los elementos electronegativos , produciendo cationes

cargados positivamente y aniones cargados negativamente.

El enlace covalente se forma entre átomos con pequeñas diferencias de electronegatividad y ubicados muy

próximos en la tabla periódica . En el enlace covalente los átomos generalmente comparten sus electrones

externos s y p como otros átomos , de modo que cada átomo alcanza la configuración de gas noble.

PROPIEDADES DEL ACERO

• Brillo: reflejan la luz que incide sobre su superficie. La inmensa mayoría

presenta un brillo metálico muy intenso.

• Dureza: las superficies de los metales oponen resistencia a dejarse rayar por

objetos agudos.

• Tenacidad: los metales presentan menor o mayor resistencia a romperse cuando

se ejerce sobre ellos una presión.

• Maleabilidad: ciertos metales, tales como la plata, el oro y el cobre, presentan la

propiedad de ser reducidos a delgadas laminas, sin romperse.

• Conductividad calórica: los metales absorben y conducen la energía calórica.


Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la regularidad con que los átomos o iones están

ordenados uno con respecto al otro. Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran situados

en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas; tal como las estructuras

solidificadas, los átomos se posicionarán de una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está

enlazado al átomo vecino más cercano.

Diamante (carbono puro) Cuarzo (dióxido de silicio) Escapolita (silicato de Al ...) Pirita (sulfuro de hierro)

Modelo atómico en un material ordenado (cristal) Modelo atómico de un vidrio


Quizás lo más importante de este tipo de materiales se pueden resumir en dos cosas:

1.Aspecto científico del material. Una gran diversidad de materiales pueden ser reconocidos como amorfos. Pero existe

una gran discusión en la definición científica de los materiales amorfos y el conocimiento popular de este tipo de

materiales. Existe una confusión entre la propiedad de ser amorfo y materiales amorfos por definición.

2.Fundamento físico de estos materiales, es decir, sus propiedades físicas. Por ejemplo: su banda energética, sus

propiedades eléctricas y magnéticas. Características que son únicas de ellos y no son claras en los sólidos cristalinos.

Sus moléculas están evidentemente distribuidas al azar y las propiedades físicas del sólido son idénticas en

todas direcciones (isótropo). Ocasionalmente estas sustancias evidencian las propiedades elásticas de los

cristales, por ejemplo en una escala considerable su expansión puede ser proporcional a la tensión aplicada.


Algunos sólidos amorfos, su tipo de enlace y su temperatura crítica de

formación del amorfo.

Sustancia

Amorfa

Tipo de

Enlace

Tg

(°K)

Sustancia

amorfa

Tipo de

Enlace

Tg (°K)

SiO2

GeO2

Si, Ge

Pd0.4 Ni0.4 P0.2

BeF2

As2S3

Covalente

Covalente

Covalente

Metálico

Iónico

Covalente

1430

820

-

580

570

470

Poliestireno

Se

Au0.8 Si0.2

H2O

C2H5OH

Isopentano

Fe,Co,Bi

Polimérico

Polimérico

Metálico

Enlace de H

Enlace de H

Van der Waals

Metálico

370

310

290

140

90

65

-


METALURGIA

Es la ciencia y técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales

metálicos, hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el

control de calidad de los procesos vinculados así como su control contra la corrosión.

La metalurgia

Principios básicos de metalurgia

Los metales en estado sólido, están formados por un conjunto de cristales denominados

granos, que tienen diferentes formas y tamaños según los elementos químicos que lo

componen, la forma de fabricación del material: Fundido, laminado, forjado, y los

tratamientos térmicos de templado, revenidos, etc. a que fue sometido.

Las propiedades de los metales dependen justamente de esos tres factores, composición,

método de fabricación y tratamientos térmicos.

METALURGIA, ALEACIONES FERROSAS Y NO FERROSAS

METALURGIA, ALEACIONES FERROSAS Y NO FERROSAS

METALURGIA

La metalurgia propiamente dicha nació con los primeros metales trabajados: el cobre, el oro y la plata.

Los primeros utensilios de metal eran elaborados por artesanos trabajando el metal en frío.

Hacia el año 5000 a. C. se produjo un descubrimiento clave: la fundición de los materiales metálicos.

Se utilizaban moldes de arcilla para dar la forma deseada y luego, cuando se enfriaba, el metal adquiría una gran resistencia y dureza.

El bronce es una aleación de cobre y estaño empleada por primera vez en Mesopotámica hacia el 3000 a. C. La cantidad de estaño hace variar la dureza de la aleación.

METALURGIA,ALEACIONES FERROSAS Y NO FERROSAS

FUNDICIONES FERROSAS

Fundición maleable. Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca. Se somete la fundición blanca 72 horas a 850 a 1050ºC . El carbono queda libre en forma de crispetas (grafito) y puede estar sobre diferentes matrices (ferritica, perlitica, martensitica).

Fundición nodular. En la fundición Nodular, dúctil o esferoidal, la mayor parte del contenido de carbono en el hierro nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico, superficial, especial

Fundiciones

Fundición maleable. Los hierros maleables son tipos especiales de hierros producidos por el tratamientotérmico de la fundición blanca. Se somete la fundición blanca 72 horas a 850 a 1050ºC . El carbono quedalibre en forma de crispetas (grafito) y puede estar sobre diferentes matrices (ferritica, perlitica,martensitica).

Fundición nodular. En la fundición nodular, dúctil o esferoidal, la mayor parte del contenido de carbono en el hierro

nodular, tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular el hierro fundido que sale del horno se inocula

con una pequeña cantidad de materiales como magnesio, cerio, o ambos. Esta microestructura produce propiedades

deseables como alta ductilidad, resistencia, buen maquinado, buena fluidez para la colada, buena endurecibilidad y

tenacidad. No puede ser tan dura como la fundición blanca, salvo que la sometan a un tratamiento térmico,

superficial, especial


CLASIFICACIÓN DE LAS ALEACIONES

FERROSAS

Aleaciones Metálicas

No ferrosasFerrosas

FundicionesAceros

Maleable Nodular Blanca GrisAlta aleaciónBaja aleación

Bajo C Medio C Alto C herramientas Inoxidable

Aceros al Carbono:

Sus propiedades dependen principalmente del cabrono que tiene, contienen pequenas

cantidades de (Mn, Si, P, S). No se endurecen por temple.

• Bajo Carbono (%C < 0.25)

• Columnas metálicas en líneas eléctricas

• Estructuras de casas

• Carrocería de automóviles

• Clavos

• Medio Carbono (0.2 < C < 0.70)

• Piezas de maquinaria en general

• Ejes, elementos de motores


Aceros al Carbono:

• Alto Carbono (0.7 < C < 1.40)

• Son los más duros, fuertes y menos dúctiles

• Responden mejor al tratamiento térmico

• Resortes

• Alambres de alta resistencia a la tensión


Influencia de los elementos de aleación

• Aumentar la templabilidad

• Mejorar la resistencia a temperaturas

• Mejorar las propiedades mecánicas tanto a altas como a bajas temperaturas

• Mejorar la tenacidad

• Aumentar la resistencia al desgaste

• Aumentar la resistencia a la corrosión.


Elementos de Aleación

Cromo

Se emplea en cantidades diversas desde 0.30 a 30, según los casos y sirve para

aumentar la dureza y la resistencia a la tracción de los aceros, mejora la templabilidad,

impide las deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al desgaste y a la

corrosión

Niquel

Una de las ventajas más grandes que reporta el empleo del níquel, es evitar el crecimiento del grano

en los tratamientos térmicos, lo que sirve para producir en ellos gran tenacidad. El níquel

además hace descender los puntos críticos y por ello los tratamientos pueden hacerse a

temperaturas ligeramente más bajas que la que corresponde a los aceros ordinarios

Molibdeno

Mejora notablemente la resistencia a la tracción, la templabilidad y la resistencia al creep

de los aceros. El molibdeno a aumenta también la resistencia de los aceros en

caliente. Exhibe el mayor efecto sobre el temple.


Elementos de Aleación

Wolframio

Es un elemento muy utilizado para la fabricación de aceros de herramientas,

empleándose en especial en los aceros rápidos, aceros para herramientas de corte y

aceros para trabajos en caliente. Sirve para mantener la dureza de los aceros a

elevada temperatura

Vanadio

Se emplea principalmente para la fabricación de aceros de herramientas, tiende a afinar

el grano y a disminuir la templabilidad. Es un elemento desoxidante muy fuerte y tiene

una gran tendencia a formar carburos.

Manganeso

Aparece prácticamente en todos los aceros, debido, principalmente, a que se añade como

elemento de adición para neutralizar la perniciosa influencia del azufre y del oxigeno,

que siempre suelen contener los aceros cuando se encuentran en estado liquido en los

hornos durante los procesos de fabricación


PRODUCCIÓN DEL ACERO

En la actualidad, los productos ferrosos se obtienen, casi en su totalidad, de dos maneras, dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son a través del horno alto (usando mineral de hierro) y a través del horno eléctrico (empleando

chatarra).

La materia prima, formada por

mineral de hierro (60%),

carbón de coque (30%) y

fundente (10%), se introduce

en el horno alto por la parte

superior.


A-Materia prima del horno alto:

http://1.bp.blogspot.com/_CAfhPxnm2YU/SakpEghbEEI/AAAAAAAAADw/Wh3Ngv1Px3Y/s1600-h/obtener+acero+y+otros+productos.jpg

El horno alto (4), una vez encendido, estáfuncionando ininterrumpidamente hasta que es necesario hacerle una reparación.

A medida que se introduce la carga por la parte superior, ésta va bajando y su temperatura

aumentando hasta llegar al etalaje (imagen inferior). Aquí la temperatura ronda los 1 650

°C, suficientes para que el mineral de hierro

(mena) se transforme en gotitas de hierro que se depositan en el crisol (imagen inferior).


B- Funcionamiento del horno alto:

http://1.bp.blogspot.com/_CAfhPxnm2YU/SakrCwXGlFI/AAAAAAAAAD4/6E4DvaMxqS8/s1600-h/horno+alto+explicacion.jpg


C- Transformación del arrabio en acero, convertidor

El arrabio posee un exceso de impurezas (azufre, fósforo, silicio, etc.) que lo hace demasiado frágil y poco adecuado para la fabricación de piezas industriales.

La solución consiste en eliminar la mayoría de esas impurezas en hornos adecuados, denominados hornos de afino.

http://3.bp.blogspot.com/_CAfhPxnm2YU/SaktvaTO6II/AAAAAAAAAEA/2mK0PK_--90/s1600-h/torpedo+de+arrabio.jpg

http://3.bp.blogspot.com/_CAfhPxnm2YU/SakuWTRiaPI/AAAAAAAAAEI/dl0N4IQ-C58/s1600-h/horno+convertidor.jpg


D- Obtención de acero a través de la chatarra:

En la actualidad, prácticamente el único horno que se emplea para convertir la

chatarra en acero es el horno eléctrico (imagen inferior).

Las materias primas que utiliza el horno eléctrico son:

• Chatarra seleccionada que, prácticamente,

no lleve otros metales no ferrosos, como cobre, aluminio, plomo, etcétera.• Fundente (cal).• Ferroaleaciones, por ejemplo con Ni, Cr, Mo, etc., para fabricar aceros especiales.


El funcionamiento del horno eléctrico es el siguiente:

1. Se quita la tapadera y se introduce la chatarra y el fundente.2. Se cierra el horno y se acercan los electrodos a la chatarra, para que salte el arco

eléctrico y comience a fundir la chatarra.3. Cuando la chatarra está fundida, se inyecta oxígeno para eliminar los elementos

indeseables del baño, como silicio, magnesio, fósforo, etcétera.4. Se inclina el horno y se extrae la escoria. A continuación se le añade el carbono y

ferroaleaciones y se sigue calentando hasta que las adiciones se disuelvan y se uniformice la composición del baño.

5. Se inclina el horno y se vierte el acero en la cuchara, que lo llevará al área de moldeo.

http://2.bp.blogspot.com/_CAfhPxnm2YU/SakxgLL6lSI/AAAAAAAAAEY/HaVwtQlWcIs/s1600-h/funcionamiento+del+horno+el%C3%A9ctrico.jpg

TRATAMIENTOS TERMICOS

TRATAMIENTOS TERMICOS

Es el proceso al que se someten los metales u otros sólidos con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas,

especialmente la dureza, la resistencia y la tenacidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son,

básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a

los sólidos cerámicos.

Tratamientos térmicos del acero

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades

mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en

su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los

esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La

clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en

las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o

tiempos establecido.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Tipos de tratamientos térmicos

•Tratamientos en la masa: recocidos y normalizados, temples y revenidos.

•Tratamientos superficiales: temple superficial y tratamientos termoquímicos (cementación, carbonitruración,

boruración y nitruración).

•Tratamientos de superficie (depósitos).

Desarrollo de los tratamientos térmicos

Constan de tres fases:

A.) Calentamiento hasta la temperatura fijada (temperatura de consigna): La elevación de

temperatura debe ser uniforme, por lo que cuando se calienta una pieza o se hace aumentando la temperatura muy

lentamente o se va manteniendo un tiempo a temperaturas intermedias, antes del paso por los puntos críticos, este

último es el calentamiento escalonado.

B.) Permanencia a la temperatura fijada: Su fin es la completa transformación del constituyente estructural

de partida. Puede considerarse como suficiente una permanencia de unos dos minutos por milímetro de espesor en el

caso de querer obtener una austenización completa en el centro y superficie. Largos mantenimientos y sobre todo a

altas temperaturas son "muy peligrosos" ya que el grano austenítico crece rápidamente dejando el acero con

estructuras finales groseras y frágiles.

C.) Enfriamiento desde la temperatura fijada hasta la temperatura ambiente: Este tiene que ser

rigurosamente controlado en función del tipo de tratamiento que se realice.



Hornos utilizados para el tratamiento térmico

El calentamiento por gasLos hornos de gas pueden ser del tipo de fuego directo, en el cual los productos de la combustión entran a la cámara de

calentamiento. Alternativamente, pueden ser de combustión indirecta, de manera que la cámara del horno quede aislada de

los productos de la combustión. Un tercer tipo de horno calentado por gas, es el de tubos radiantes, en el cual un gas en

combustión dentro de tubos metálicos, que se proyecta dentro de la cámara de calentamiento, y que constituyes la fuente

de calor radiante. El calentamiento por gas tiene como ventaja la economía y como inconveniente la dificultad del control

de la temperatura. La temperatura alcanzada por el horno suele llegar a 1100 ºC y el control de la atmósfera es muy difícil

por ello se emplea poco este proceso de calentamiento para tratamientos térmicos.

Calentamiento por resistencia eléctricaEs el más usado para los hornos de tratamiento térmicos que aprovecha el calor generado según la ley de joule. La

disposición de la resistencia da nombre a los hornos, que son de tipo mufla o caja, la resistencia esta instalada a lo largo de

las paredes interiores y por lo tanto en contacto con las paredes del horno. El material de la resistencia suele ser nicrom

(Níquel 70%, Cromo 30%), que alcanza temperaturas de 1100 ºC y de aleación de carburo de silicio que alcanza

temperaturas de 1300 ºC. Para lograr temperaturas superiores se utilizan resistencias de molibdeno (1800 ºC), de

tungsteno (2500 ºC), y de grafito (2700 ºC). Para temperaturas aun mayores se utilizan los hornos de inducción (3000 ºC).


Hornos según su atmósferaEn tratamientos térmicos se entiende por atmósfera la masa gaseosa encerrada dentro del horno que esta en contacto

con la pieza a tratar las atmósfera pueden tener carácter neutro, oxidante o reductor el papel desempeñado por la

atmósfera controlada es doble, por una parte evita que se produzcan reacciones perjudiciales como la oxidación y la

descarbonizacion de las piezas. Por otra parte permite realizar las acciones previstas a saber, la reducción de óxidos

superficiales y la eliminación de gas sean absorbidas.

En vacío Se utiliza para sintetizar carbonos cementados y para el tratamiento térmico especial de aceros aleados se consiguen

mediante bombas mecánicas y de difusión de aceite o mercurio. Las atmósferas neutras de argón helio y nitrógeno

apenas se emplean debido al precio de estos gases y a las trazas de oxigeno que suelen contener. Las atmósferas

carburantes o descarburantes obtenidas por combustión o disociación de mezclas de hidrocarburos (metano, propano,

butano, gas natural), con aire estas suelen contener N2, CO, H2, CO2, y pequeñas cantidades de vapor de agua.

Hornos de atmósfera del tipo de generador Exotérmico o endotérmico En el generador exotérmico de introducen hidrocarburos y aire secos limpios convenientemente dosificados se

queman en la cámara de combustión se filtran y se separan en del agua. El gas seco resultante se introduce al horno

de tratamiento térmico. La mezcla que se introduce al generador endotérmico es parecida a la inyectada en el

exotérmico pero el generador endotérmico no tiene quemador sino los gases reaccionan entre si en un catalizador

calentado exageradamente

POLÍMEROS, CERÁMICOS Y MATERIALES COMPUESTOS

POLÍMEROS

Los Polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son

grandes moléculas o macromoléculas formadas por la unión de muchas pequeñas moléculas:

sustancias de mayor masa molecular entre dos de la misma composición química, resultante del

proceso de la polimerización.

La polimerización es una reacción química realizada mayormente en presencia de un catalizador que

se combina para formar moléculas gigantes.


http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Unidades_de_poliestireno.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Unidades_de_poliestireno.jpg

Los polímeros tienen propiedades físicas y químicas muy diferentes constituidas por moléculas sencillas.

Los que se obtienen industrialmente se conocen como plásticos, éstos también pueden ser llamados homopolímeros,

que se producen cuando el polímero formado por la polimerización de monómeros iguales.

Los polímeros pueden ser de tres tipos:

Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón,

proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, etc.

Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos, de ciertos polímeros

naturales. Ejemplo: nitrocelulosa, etonita, etc.

Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de

materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, polimetano, etc.



Clasificación de los Polímeros según sus Propiedades Físicas

Desde un punto de vista general se puede hablar de tres tipos de polímeros:

•Elastómeros

•Termoplásticos

•Termoestables.

Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas cadenas con poco

entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados.

Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo,

las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando

materiales duros, que funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más

usuales.

http://www.plasticos-rey.com/Foto_plasticos.jpg


Polimerización

Es un proceso químico por el cual, mediante calor, luz o un catalizador, se unen varias moléculas de un compuesto

generalmente de carácter no saturado llamado monómero para formar una cadena de múltiples eslabones, moléculas de

elevado peso molecular y de propiedades distintas, llamadas macromoléculas o polímeros.

Tipos de Reacciones de Polimerización

Hay dos reacciones generales de polimerización: la de adición y la condensación.

Polimerización por Adición

Las polimerizaciones por adición ocurren por un mecanismo en el que interviene la formación inicial de algunas especies

reactivas, como radicales libres o iones. La adición de éstas especies reactivas a una molécula del monómero convierte a

la molécula en un radical o Ion libre. Entonces procede la reacción en forma continua. Un ejemplo típico de

polimerización por adición de un radical libre es la polimerización de cloruro de vinilo, H:C = CHCl, en cloruro de

polivinilo (PVC).


Polietileno

Cuando se calienta eteno (etileno) con oxígeno bajo presión, se obtiene un compuesto de elevada masa molar (alrededor de

20 mil) llamado Polietileno, el cual es un alcano de cadena muy larga. Monómero: CH2 = CH2..

Condiciones experimentales de polimerización

En fase gaseosa a altas temperaturas y presiones, a presión media utilizando catalizadores heterogéneos y a baja presión en

presencia de trietilo de aluminio como catalizador.

Propiedades: Los polietilenos de alta presión tienen pesos moleculares entre 10.000 y 40.000. Son muy elásticos, flexibles y

termoplásticos. Los polietilenos de fusión media presentan alta cristalinidad y son duros y rígidos y los de fusión baja menor

cristalinidad, siendo también duros y poco elásticos.

Todos los polietilenos son muy resistentes a los agentes químicos.

Usos: Para la fabricación de tubos, planchas, materiales aislantes, para cables eléctricos, recubrimientos para protección

contra la corrosión, hojas y láminas para embalaje, protección de cultivos, aislamiento térmico, recubrimientos sobre papel,

en el moldeo por inyección para obtener recipientes de todo tipo, artículos del hogar, tuberías que sustituyen a los de hierro

galvanizado, etc.


PoliestirenoVenil Benceno Poliestireno

Mecanismos: Radicales libres o iónicos

Condiciones experimentales de polimerización

Emulsión, suspensión o en bloque.

Propiedades: Por los procedimientos de emulsión o suspensión se obtienen disoluciones de distintas viscosidades

según el grado de polimerización alcanzado.

Usos: Plastificado se utiliza en la industria de pinturas y barnices. Con elevado grado de polimerización en la industria

transformadora de plásticos principalmente en procesos de moldeo por inyección.

En la industria eléctrica encuentra gran aplicación debido a su excelente poder aislante.

Cloruro de Polivinilo (PVC)Para ver el grafico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Mecanismos: Radicales libres por acción de la luz o de catalizadores peróxidos.

Propiedades: Polvo blanco que comienza a reblandecer cerca de los 80ºC y se descompone sobre los 140ºC. Es muy

resistente a los agentes mecánicos y químicos y es de fácil pigmentación.

Usos: Materiales aislantes para la industrias química, eléctrica.


Polimerización por Condensación

La polimerización por condensación es el proceso mediante el cual se combinan monómeros con pérdida simultánea

de una pequeña molécula, como la del agua, la del monóxido de carbono, o cloruro de hidrógeno. Estos polímeros se

llaman polímeros de condensación y sus productos de descomposición no son idénticos a los de las unidades

respectivas del polímero.

Casi todos los polímeros de condensación son en realidad copolímeros; es decir, que están formados por dos o más

clases de monómeros. Así, una diamina reacciona con un ácido dicarboxílico para formar nylon.

Entre los polímeros naturales por condensación tenemos la celulosa, las proteínas, la seda, el algodón, la lana y el

almidón.

Poliésteres

El intercambio de éste es una de las útiles reacciones para preparar polímeros lineales.

Polímeros termoestables pueden ser preparados a partir de anhídridos de ácido polibásicos con polialcoholes.

Ejemplo: glicerol con anhídrido ftálico.

Nylon

Una gran variedad puede obtenerse calentando diaminas con ácidos dicarboxílicos.

Bakelitas:

Los productos de partida son el fenol y el formaldehido.


CERAMICAS

La palabra cerámica (derivada del griego κεραμικός keramikos, "sustancia quemada") es el término que se aplica de una

forma tan amplia que ha perdido buena parte de su significado. No sólo se aplica a las industrias de silicatos, sino

también a artículos y recubrimientos aglutinados por medio del calor, con suficiente temperatura como para dar lugar al

sinterizado. Este campo se está ampliando nuevamente incluyendo en él a cementos y esmaltes sobre metal.

Estructura y propiedades de cerámicosTienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque

frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la

fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el

ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

• Tienen gran estabilidad química y son resistentes a la corrosión

• Poseen una amplia gama de cualidades eléctricas.

Los materiales cerámicos son materiales ligeros. Su densidad varía según el tipo de cerámica y el grado de compacidad

que presenten. Son mucho más duros que los metales. A diferencia de éstos, se trata de materiales relativamente frágiles,

ya que los enlaces iónico-covalentes.

Materiales cerámicosEntre los metales cerámicos puros destacan el óxido de aluminio, el nitruro de silicio y el carburo de tungsteno.

Estos materiales presentan una estructura atómica formada por enlaces híbridos iónico-covalentes que posibilitan una

gran estabilidad de sus electrones y les confieren propiedades específicas como la dureza, la rigidez y un elevado

punto de fusión.

Sin embargo, su estructura reticular tiene menos electrones libres que la de los metales, por lo que resultan menos

elásticos y tenaces que éstos.

Según su micro estructura, podemos clasificarlos en: cerámicos cristalinos, cerámicos no cristalinos o vidrios y vitro

cerámicos.



Cerámicos cristalinos Se obtienen a partir de sílice fundida. Tanto el proceso de fusión como el de solidificación posterior son lentos, lo que

permite a los átomos ordenarse en cristales regulares. Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altas

temperaturas, superiores a la de reblandecimiento de la mayoría de los vidrios refractarios.

Cerámicos no cristalinos Se obtienen también a partir de sílice pero, en este caso, el proceso de enfriamiento es rápido, lo que impide el proceso

de cristalización. El sólido es amorfo, ya que los átomos no se ordenan de ningún modo preestablecidos.

Vitro cerámicos Se fabrican a partir de silicatos de aluminio, litio y magnesio con un proceso de enfriamiento también rápido.

Químicamente son similares a los vidrios convencionales, pero la mayor complejidad de sus moléculas determina la

aparición de micro cristales que les confieren mayor resistencia mecánica y muy baja dilatación térmica.

Propiedades y aplicaciones

Los materiales cerámicos se caracterizan por las siguientes propiedades:

• Son muy duros y presentan una gran resistencia mecánica al rozamiento, al desgaste y a la cizalladura.

• Son capaces de soportar altas temperaturas

• Tienen gran estabilidad química y son resistentes a la corrosión

• Poseen una amplia gama de cualidades eléctricas.

Para obtenerlos, se emplean dos técnicas: el sintetizado y el fritado.

El sintetizado consiste en compactar los polvos metálicos cuando presentan dificultad para ser aleados.

El fritado consiste en someter el polvo metálico junto al material cerámico a una compresión dentro de un horno

eléctrico para obtener una aleación.

Resistencia a la temperatura

Resistencia a los agentes químicos



Reciben el nombre de materiales compuestos aquellos que cumplen las siguientes propiedades:

•Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.

•Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase.

•Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).

Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los

plásticos y 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.

Estructura

Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes:

Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades

mecánicas del material.

Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la responsable de las propiedades físicas y químicas.

Transmite los esfuerzos al agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.


ClasificaciónLos materiales compuestos se pueden dividir en tres grandes grupos:

Materiales Compuestos reforzados con partículas.

Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una

matriz más blanda y dúctil

Tipos: Endurecidos por dispersión Formados por partículas verdaderas

Materiales Compuestos reforzados con fibras.

Un componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o

fibra de carbono que proporciona al material su fuerza a tracción, mientras que otro componente (llamado matriz)

que suele ser una resina como epoxy o poliéster que envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras

rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión. También, a menos que la matriz

elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un

agregado en lugar de, o en adición a las fibras.

En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven para resistir la tracción, la

matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales

presentes sirven para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.


Materiales compuestos estructurales.

Panel sándwich con núcleo en forma de panal.

Están formados tanto por composites como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la

geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los llamados paneles sándwich.

Los laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo u otra unión. Lo más usual es que

cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una dirección preferente, más resistente a los esfuerzos. De esta manera

obtenemos un material isótropo, uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por ejemplo, de la madera

contrachapada, en la que las direcciones de máxima resistencia forman entre sí ángulos rectos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:CompositeSandwich.png

estructura de los materiales

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