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Ingeniería De Los Materiales No Metálicos
Integrantes:
Falcón Emeterio Zuleyma
Román Vargas Brenda Lizeth
Unidad I: Clasificación De Materiales No
Metálicos
Materiales no metálicos
Los no metales varían mucho en su
apariencia no son lustrosos y por lo
general son malos conductores del calor y
la electricidad.
Sus puntos de fusión son más bajos que
los de los metales.
Al contrario de los metales, son muy
frágiles y no pueden estirarse en hilos ni
en láminas. No tienen brillo metálico y no
reflejan la luz.
Materiales cerámicos
Los materiales cerámicos están fabricados por productos inorgánicos (no contienen carbono) de alto punto de fusión.
Los cuerpos fundamentales que entran en la composición de los materiales cerámicos son, esencialmente:
• Silicatos alumínicos (arcilla, caolín, etc.)
• Silicatos magnésicos (talco)
A estos componentes fundamentales se añaden otros muchos constituyentes secundarios, entre ellos: el cuarzo, el feldespato, la alúmina, el carburo silícico, etc.
caracteristicas
Materiales sólidos inorgánicos no metálicos.
Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no sufren oxidación.
Están constituidos por elementos metálicos y no metálicos.
Clasificación de los materiales
cerámicos:
Clasificación de los materiales cerámicos por permeabilidad
Materiales compactos
Ha sufrido vitrificación, pues la mezcla ha sido sometida a altas temperaturas y el cuarzo llega a fundirse con la arena.
Destacan el gres y la porcelana.
Materiales porosos
No han sufrido vitrificación , pues no llega a fundirse el
cuarzo con la arena. Destaca la arcilla cocida y la loza.
Clasificación de los materiales cerámicos por su composición
cementos
refractarios
vidrios
abrasivos
arcillas
Cementos:
Compuestos por piedra
caliza y calcio molido.
El cemento rigidiza por
acciones hidráulicas.
Cemento refractario:
alúminas cálcicas. Se
denomina cal cálcica
aquella cuyo contenido
en carbonato
magnésico es inferior
al 5%.
Refractarios:
Tienen muchas aplicaciones industriales por sus propiedades:
Soportan altas temperaturas sin alterarse, no reaccionan químicamente con los elementos y proporcionan un gran aislamiento térmico.
Los materiales refractarios cerámicos son aquellos cuyo punto de fusión es mayor a 1700 grados Celsius. Los refractarios densos con baja porosidad tienen mayor resistencia a la corrosión y a la erosión.
Están formados por alúmina, silicio y magnesio.
Los materiales refractarios se pueden
clasificar en cuatro categorías:
Los ácidos,
Los básicos,
Los neutros y
Los especiales.
los ácidos incluyen materiales como la
arcilla de alúmina y de sílice,
son materiales poco costosos pero tienen
la desventaja de ser materiales muy
débiles.
los refractarios básicos están basados en
la periclasa o la magnesia, estos tienen la
propiedad de tener un punto de fusión
bastante elevado.
Los materiales refractarios neutros
funcionan como barreras entre los ácidos
y los básicos, ejemplos de estos son la
magnesita y la cromatina.
los refractarios especiales son utilizados
cuando no hay una disponibilidad de
oxigeno con facilidad, ejemplos de estos
son el carbono y el grafito.
(Ácidos) los ladrillos de sílice los cuales son utilizados en los hornos cerámicos y los hornos coque.
los ladrillos de alta alúmina son aquellos utilizados en la regeneración de hornos de dañados por ácidos.
(Básicos) los ladrillos refractarios de alta resistencia , estos son utilizados en los revestimientos para hornos de cal y de cemento.
(Neutros) los ladrillos de magnesita , estos se aplican en los óxidos de fabricación del acero.
Ladrillo de sílice Ladrillo de magnesita
Vidrios:
Son materiales cerámicos formados por la fusión de silicio con otros óxidos y que tienen una estructura de solido amorfo.
A temperatura ambiente estos materiales pueden ser considerados líquidos de una gran viscosidad, con una gran transparencia, fragilidad y dureza.
Abrasivos:
Un abrasivo es una sustanciaque tiene como finalidad actuarsobre otros materiales condiferentes clases de esfuerzomecánico (triturado, molienda,corte, pulido). Es de elevadadureza y se emplea en todotipo de procesos industriales yartesanos.
Entre los abrasivos se encuentran el:
óxido de aluminio (alúmina),
la arena,
el carburo de silicio,
el nitruro de boro cúbico,
y el diamante.
abrasivo cerámico, granalla
cerámica, circonio
Los abrasivos, pueden
ser naturales o
artificiales, se clasifican
en función de su mayor o
menor dureza.
elaboradas de materiales cerámicos abrasivos como el carburo
de silicio (carborundum) u óxido de aluminio (corundum).
arcilla
La arcilla está constituida
por partículas pequeñas
que provienen de la
descomposición de los
feldespatos. Es un
silicato de alúmina
hidratado, coloreado por
óxidos de hierro e
impurezas.
Destacan 2 tipos diferentes de
arcillas:
Las estructuradas:
Utilizada en la fabricación
de ladrillos, tejas y
materiales similares para
la construcción.
Las porcelanas:
Son las que se usan para la fabricación de sanitarios, vajillas, baldosas.
: Es un material muy puro, sin presencia de algún óxido.
Se esmaltan para que no absorban líquido.
Tipos de materiales cerámicos
Los materiales cerámicos se dividen en 2 grupos:
los tradicionales.
los denominados cerámicas técnicas.
Estos últimos también se conocen como cerámicas ingenieriles, avanzadas o tecnológicas.
Productos usuales de la
cerámica tradicional :
Cerámicas de mesa,
pavimentos y
revestimiento
Refractarios
Porcelanas
(aislantes,
decorativas)
Los productos de cerámicas técnicas se
utilizan para una amplia variedad de
tecnologías: Aeroespacial : Materiales ligeros de alta resistencia
mecánica y de alta temperatura para motores, aviones, revestimientos de lanzadera espacial,...etc.
Automatismo : Sensores, componentes de alta temperatura
Biomédica : Huesos, dientes, materiales de implante
Óptica: Fibras ópticas, amplificadores laser, lentes, ..etc.
Electrónica : Condensadores, sustratos de circuito integrado, aislantes,..etc.
PolímerosLa materia está formada por moléculas que pueden ser de
tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.
Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles
de moléculas pequeñas denominadas monómeros que
constituyen enormes cadenas de las formas más diversas.
Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas
más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como
redes tridimensionales.
Polimerización
La reacción por la cual se sintetiza un
polímero a partir de sus monómeros se
denomina polimerización.
Según el mecanismo por el cual se
produce la reacción de polimerización, es
como se clasifican.
Existe 2 tipos de polimerización
Polimerización por condensación
En cada unión de dos monómeros se
pierde una molécula pequeña, por ejemplo
agua.
Polimerización por adición
En este tipo de polimerización la masa
molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa molecular del
monomero.
Clasificación Según su
origen Polímeros naturales. Existen en la
naturaleza muchos polímeros y las
biomoléculas que forman los seres vivos
son macromoléculas poliméricas.
Polímeros semisintéticos. Se obtienen
por transformación de polímeros naturales.
Polímeros sintéticos. Muchos polímeros
se obtienen industrialmente a partir de los
monómeros.
Sintéticos Semisintéticos Naturales
Clasificación de los polímeros
según su aplicación: Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta
extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a unesfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo.
Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzosuficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendovolver a su forma original.
Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, loque permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecenestables.
Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que seadhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles algunapropiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión.
Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una altacohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contactosuperficial.
Polímeros mas utilizados en la
industria Polimerización de adición, por ejemplo polietileno y cloruro de vinilo.
Poliadición, por ejemplo poliuretanos
Policondensación, por ejemplo resinas fenol-formaldehído, urea-formaldehído.
Las reacciones 1 y 2 transcurren sin separación de subproductos; en 3 se forman, además otras sustancias volátiles
Hulera
Pintura
Sellantes
Impermeabilizantes
Esmaltes
Pigmentos
Plásticos
Adhesivos
Principales propiedades
V E N T A J A S
· Ligero
· Alta resistencia a la tensión y a la compresión
· No son conductores de electricidad
· Resistencia a la mayoría de los ácidos y álcalis
· Bajo coeficiente de absorción de humedad
APLICACIONES TÍPICAS
· Tanque y depósitos para químicos
· Mobiliario de laboratorio
· Placas de presión para filtros
· Componentes para bombas
· Prótesis, etc. No es tóxico
· No mancha
Compositos
Son los materiales que están integrados por fibrasincrustadas en una matriz. El material de la matrizen forma del polvo o líquido se combina con lasfibras reforzadoras en un molde, donde la mezcla essometida al calor y presión para la obtención depiezas. Diversos materiales pueden servir comomatriz, incluyendo los metales, la cerámica, y losplásticos. La característica de los Compositos, quelos hace ser los materiales más atractivos, es sucapacidad de proporcionar resistencia y rigidez. Lareducción de su peso permite mejoras significativasen aplicaciones militares y civiles. Por ejemplo parael avión militar los Compositos reducen el peso, ypor lo tanto el coste del ciclo vital y el uso decombustible.
