Materiales Ceramicos y de Carbono

8/17/2019 Materiales Ceramicos y de Carbono

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ML-320: CIENCIA DE

LOS MATERIALESCAPITULO VI:MATERIALES CERAMICOS Y DE

CARBONO

PROF.: HONORATO SANCHEZ QUISPE


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CIENCIA DE MATERIALES

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CONTENIDO


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Son compuestosque contienen

atomos metalicos

enlazados a atomosno metalicos como

el oxigeno ,el

carbon y el

nitrogeno.

¿Que son los materiales ceramicos?


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• Definir un material cerámico eidentificar las característicasfísicas y mecánicas comunes de

los cerámicos.

• Comentar el rol de los refractariosen la industria.

• Distinguir entre las clasesprincipales de ladrillos

refractarios.

• Describir los nanotubos decarbono y sus usos potenciales en

la industria.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE


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Los cerámicos conllevan unespectro mucho mas grandes de

tipo de materiales y usos.

Esta amplia definición resulta en

un amplio espectro depropiedades materiales.

La mayoría de los cerámicos

tienes enlaces ionicos, pero

mucho contienen una mescla de

enlaces ionicos y covalentes.

.! ESTRUCTURAS CRISTALINAS EN LOSCER"MICOS


#


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¿cuales son los usos

industrials de los

ceramicos?

La American Ceramic

society clasifica los

materiales ceramicos en 7

grupos diferentes:abrasios,

idrios, cementos,refractarios, productos

estructurales de

arcilla,ceramicos blanco y

ceramicos aanzados.Cadacategoria posee propiedades

y retos distintos.


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$

6.2 Abrasivos:!ateriales usados para

desgastar otros materiales

atraes de procesos q

incluyen el esmerilado, el

li"ado, el #ulido y el abrasio

a presion.

Cuatro clases diferentes de

abrasios se utilizan en li"a: laalumina, el granate, el

carburo de silicio y el

ceramico.

La alumina forma unaestructura corindon

$sistemade red cristalina %C#

con cations que ocupan dos

tercios de los sitios

octaedrales& que se muestra


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Los vidrios difieren de la

mayoria de los materiales

solidos debido a que no

presentan una estructuracristalina , el vidrio de

silice es por mucho mas

comun ,ironicamente , el

vidrio de silice nocristalino esta hecho de un

material cristalino el

dioxido de silicio Si a

medida que incrementa a

867°C se trasfoma en unared cristalina hexagonal

llamada tridimita , la cual

despues se convierte a

cristobalita cubica a7!°C"

.3 VIDRIOS


%


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Cuando el vidrio es

calentado por arriba de la

temperatura de transicion

vitrea, desarrollamovimiento a gran escala a

traves de un proseso

llamado vitrificacion"

La unidad basica del vidrioesun tetraedro de Si como

el que se mustra en la fig.

6-12.una red frexible se

forma como la que de

muestra en la fig.6-13 conlos tetraedros tocandose de

esquina a esquina sin orden

de rango largo.

.3 VIDRIOS


&


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*s cualquier material capaz de

aglutinar cosas, el cemento

+idrulico mas com-n el

cemento Portland que es uno

de los materiales deconstruccin mas barato

disponible, los cuales requieren

agua para formar un slido, el

cemento no +idrulico los

cuales forman solido sinnecesidad de agua.

.Las part/culas mescladoras sealimenta aun +orno giratorios

comenzando un proceso de 0

etapas que incluyen

eaporacin 1 des+idratacin,

calcinacin, clin2erizacin y

enfriamiento.

.4 CEMENTOS


!0


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Los refractarios soncapaces de soportar altas

temperaturas sin fundirse,

degradarse o reaccionar

con otros materiales. Los

ceramicicos refracctarios

se diiden en 3 tipos

bsicos: arcilla$que contine

almenos 435 de Si63& y

no arcilla. Los refractariosde arcilla mas comun en la

arcilla refractaria +ec+a de

caolinita.

.4 REFRACTARIOS


!!


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Los producto estructuralesde arcilla incluyen

cualquier material

cermico utilizado en la

construccin de edificios

mas com-nmenteinolucra ladrillos y

terracota, la cual es

fcilmente reconocible por

su color ro"izo naran"a. Laterracota, que literalmente

significa tierra quemada.

.PRODUCTOS ESTRUCTURALES DE ARCILLA


!2


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• Los cermicos blancos son de

textura fina y se utilizan en a"illas,

pisos y azule"os de pared y

esculturas. La

caolinita$Al3Si36$6%&0& es el

material primario en la porcelana.• 8/picamente, la fabricacin de

cermico blanco inolucra formara

la arcilla caolinita a la formadeseada y de"arla secar. *l

material entonces es cocido

en un +orno a temperatura

por arriba de 9; C para

conertir la arcilla en unmaterial parecido al idrio

llamado


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. Los cermicos aanzados sonmateriales de ingenier/a

utilizados principalmente para

aplicacin de una alta gama.

*stos materiales eolucionan

constantemente y esta seccin

se esfuerza en proporcionar una

mescla de las aplicaciones

actuales y una mirada al futuro.

La armadura de cermico ,las

nano part/culas de cermico ,las

celdas de combustin de oxido

solido y los bioceramicos

comprenden los principales

e"emplos de cermicoaanzados.

.% CERAMICOSAVANZADOS


!4


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Las grandes pirmides de *gipto

+an estado de pie por miles de

a>os. Sin embargo ,las mimas

propiedades f/sicas que +acen

tan durables a los cermicostambi=n lo +acen

extremadamente dif/cil de

reciclar con la excepcin de

idrio . La mayor/a de los

municipios "untan los recicla"esde idrios como parte de su

sericio regular ,estas botellas

reciclada, idrier/a, bulbosde luz

frascos y otros art/culos son

clasificados por color y triturados

en un polo fino llamado

desperdicio de idrio, que puede

ser refundido y reformado a

nueos productos de idrio.

.

.&RECICLAJE DEMATERIALESCERAMICOS


!#


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*l grafito es una forma

alotrpica de carbono con

una estructura en capaz en

las que existen anillos de

seis miembros aromticos

en los planos de grafeno,con cada capa separada

?. angstroms como se

muestra en la figura '(34

$*structura del grafito&..

.!0 'RAFITO


!


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• *l dimante es una forma alotrop/a del

carbono que forma una estructura

@CC transparente con atomos de

carbono que tambi=n ocupan cuatro

de los oc+o sitios

intersticialestetraedricos como se

muestra en la figura '(33.• Casi 95 se clasifican como

diamantes negros y se utiliza para

procesosindrustriales ,incluyendonaa"as de sierra, puntas de brocas,

bisagras de ba"a friccion en la naes

espaciales y como agentes pulidores.

.!! DIAMANTE


!$


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• Las mas recientes propiedades de la

fibra de carbono dependen

directamente de la seleccin y el

procesamiento de los materiales

precusores,la formacin de la fibra yel subsecuente procesamiento de la

fibra.• La mayor/a de las fibras de carbono

comerciales se produce atraes de

la carbonizacin,algunas fibras deespecialidades se producen a tra=s

del crecimiento de +idrocarburos

gaseosos.• urante el proceso de carbonizacin

,los carbonos y alopticos se limpian, de"ando una fibra consistente de

planos de capas de grafenos.Bna

fibra de carbono idealizada se

muestra en la figura '(3?.

.!2 FIBRAS DECARBONO


!%


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*ste nueo alotropo que

semuestraen la figura '(3'contiene ' atomos de

carbono formando en 3

+exgonos y 43 pentgonos.

Las mol=culas son

nombradas ofialmente@ullerenos de


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Numeros de coordinacion::umero de aniones en

contacto con cada cation enuna red cristalina de ceramico.


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LOS MATERIALESPROBLEMAS EN:MATERIAL CERAMICO Y DE

CARBONO

PROF.: HONORATO SANCHEZ QUISPE


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DEACFAS #6E SB A8*CF6

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