Ingenieria De Materiales No Metálicos
MANUFACTURA DE MATERIALES NO METALICOS
Procesamiento de cerámicos
Los productos cerámicos mas tradicionales y técnicos son manufacturados compactando polvos o partículas en matrices que son posteriormente calentados a enormes temperaturas para enlazar las partículas entre si.
Las etapas básicas para el proceso de cerámica de aglomeración de partículas son:
-
Preparación de material
-
Moldeado o Fundido
-
Tratamiento termico
Preparación de materiales
La mayoría de los productos están fabricados por aglomeración de partículas. Las materias primas para estos productos varían, dependiendo las propiedades requeridas por la pieza de cerámica terminada. Las partículas y otros constituyentes tales como aglutinantes y lubricantes pueden ser mezclados en seco o húmedo.
Para productos cerámicos que no necesitan tener propiedades muy críticas tales como ladrillos comunes, tuberías para alcantarillado, y otros productos arcillosos, la mezcla de los ingredientes con agua es una práctica común.
Para otros productos cerámicos, las materias primas son tierras secas con aglutinantes y otros aditivos.
Tratamientos térmicos
El tratamiento térmico es un paso esencial en la fabricación de la mayoría de los productos cerámicos.
En esta subdivisión consideramos los siguientes tratamientos térmicos:
-
SECADO: perdida de agua y aumento de la contracción del material por la reducción de volumen.
-
SITERIZADO: cocimiento de la pieza fresca.
-
GLASEADO: recubrimiento cerámico, segunda cocción.
SECADO
Perdida del contenido de agua resultando en perdida del volumen contrayendo el material. Debe hacerse homogénea o resultara en fracturas de las zonas de la pieza.
SINTERIZADO
Este proceso se usa para cocinar las piezas frescas para compactar su estructura aumentado la dureza, densidad y disminuyendo la porosidad.
GLASEADO
Acabado final de pesas con aspecto vítreo permitiendo aumentar la impermeabilización de la superficie cerámica.
Generalmente el glaseado se aplica después de una primera cocción y se fija con una segunda cocción de la pieza.
Estructura de los materiales compuestos
Matriz
Es el volumen donde se encuentra alojado el refuerzo, se puede distinguir a simple vista por ser continuo. Los refuerzos deben estar fuertemente unidos a la matriz, de forma que su resistencia y rigidez sea transmitida al material compuesto.
El comportamiento a la fractura también depende de la resistencia de la interface. Una interface débil da como resultado un material con baja rigidez y resistencia pero alta resistencia a la fractura y viceversa.
Las matrices se pueden clasificar en: Matrices orgánicas y Matrices inorgánicas.
Refuerzos
Los tipos de refuerzo se pueden clasificar en tres categorías: fibras, whiskers y partículas. Desde el punto de vista de propiedades mecánicas, se puede obtener una gran mejora mediante el uso de fibras continuas, reforzando en la dirección del esfuerzo aplicado; mientras que con whiskers y partículas se experimenta una disminución de resistencia pero se obtiene una gran isotropía en el material.
Propiedades y comportamiento
Bajo condiciones ideales, el material compuesto muestra un límite superior de propiedades mecánicas y físicas definido generalmente por la regla de las mezclas.
Es posible sintetizar material compuestos con una combinación de propiedades específicas de la aleación
-
Tenacidad, conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la temperatura, estabilidad ambiental, procesabilidad.
Con las propiedades específicas de los cerámicos reforzantes:
-
Dureza, alto módulo de Young, bajo coeficiente de expansión térmica.
