Clase 9-Materiales de Construccion Upn

8/17/2019 Clase 9-Materiales de Construccion Upn

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Materiales Cerámicos

unidos por enlaces iónicos y/o

covalentes.

Amplio grupo de materiales no metálicos

METALES Y NO METALES

compuestos por

Principalmente compuestos de arcilla, fedelspato y sílice


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CLASIFICACIÓN:

Decorativos

Refractarios

Vidrios Abrasivos


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Alúmina –Al2O3


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POROSIDADlos poros representan el defecto de mayor importancia presente en losmateriales cerámicos poli cristalinos.

La presencia de poros suele ser perjudicial para las propiedades mecánicasde los materiales cerámicos

La presencia de poros es una de las razones por las cuales los materiales cerámicosmuestran un comportamiento tan frágil bajo carga a la tensión.

La presencia de poros por otra parte, puede resultar de utilidad para incrementarla resistencia al choque térmico.

Fig. Tamaño de granos y porosidad de

un material cerámico


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La porosidad aparente (Pa)

mide los poros interconectados y determina la permeabilidad

Wd: pero del material cerámico secoWs: peso despues de estar suspendido en aguaWw: pero despues de ser retirado del agua


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SINTERIZACIÓN

Etapa importante en la fabricación de materiales cerámicosestructurales.

Difícil definición.“Proceso por el cual un conjunto de partículas,compactadaso no, se aglomeran o unen químicamente formando uncuerpo coherente bajo la influencia de una temperatura

elevada”Más sencillo: unión de partículas a elevada temperatura


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SINTERIZACIÓN EN ESTADO SÓLIDO

• 4h 8h 16h

32h 96h 408h


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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SINTERIZAC

Tamaño de partícula

Forma y topografía de las partículas

Microestructura de la partícula


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PROPIEDADES MECÁNICAS

Las propiedades mecánicas más estudiadas son:• DUREZA

• TENACIDAD• RESISTENCIA MECÁNICA

También se estudia resistencia a al oxidación, al

choque térmico, al desgaste y a la fluencia lenta.


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Propiedades mecánicas y químicas

Materialdensidad(kg/m3)

Resistenciacompresión

(Mpa)Al2O3 385 345Si3N4 319 690

SiC 310 550ZrO2 9% MgO 550 690


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DUREZALa forma habitual de medir la dureza en materiales cerámicos es

mediante dureza Vickers o Knoop (penetradores de diamante).En general se calcula como:

La dureza se ve influenciada por:

- cantidad de fase intergranular- tipo de fase intergranular- porosidad (relación lineal entre 90-100% D.T.)- relación de fases presentes


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Resistencia a la dureza de materialescerámicos


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Comparación de los valores de resistenciaobtenidos endistintos ensayos


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TENACIDAD A LA FRACTURA K IC

Debido a su enlace los materiales cerámicos presentan unamuy baja tenacidad a la fractura.Materiales comoSi3N4 y SiCpresentan valores cercanos a3MPa√ m, dentro de los cerámicos lacirconia ZrO2es el

más tenaz alcanza valores de hasta12MPa√m .La tenacidad aumenta con:- La relación de aspecto- El tamaño de grano

- La cantidad de fase intergranular


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Composición y caracteristicas de algunos vidrios comerciales comunes

Tipo de vidrio Caracteristicas y aplicaciones

Sílice fundida Alta temperatura de fusión, resistente alchoque térmico.

Sílice (96)% Resistencia al choque térmico y al ataquequímico

Borosilicato (pírex) Resistencia al choque térmico

Recipientes Baja temperatura de fusión ,conformación fácil, durabilidad.

Fibra de vidrio Fácilmente estiradas en forma def ibrrasmateriales compuestos de resina vidrio

Vidrio óptico Alta densidad y alto índice de refracción.

vitroceramica Resistente al choque térmico.


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COMPARACION DE PROPIEDADES FISICAS DE VIDRIO Y VIDRIADO DE LA MISMA

COMPOSICION


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DISTRIBUCIÓN DE TENCIONESRESIDUALES SOBRE UNA PLACA DE VIDRIO


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La figura Nº 1 (a) muestra undiagrama TTT para un vidrio.

CAMBIOS EN LA FASE DE UN VIDRIO A CAUSA DE LA TEMPERATURA ADETERMINADOS TIEMPOS


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INTRODUCCIÓN

Producción De vidrios ycementos

Combustibles

Manufactura,conformado ytratamiento de

metales

productosquímicos

orgánicos einorgánicos

Los refractoreshacen posible

nuestraproductividad


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El materialrefractarioconocido porexcelencia es

la cerámica

Los materiales refractarios cerámicos sonaquellos cuyo punto de fusión es mayor a

1700 °C.


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CLASIFICACIÓN DE LOS REFRACTARIOS

Refractarios

Finalidad

Densos

Aislantes

Presentación

Conformados

Sin forma

Fibras

Naturaleza

química

Ácidos

Neutros

Especiales

Básicos


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PROPIEDADES LADRILLO DE CARBON REVESTIMIENTO

MODULO DE ELASTICIDAD 0.7 X 1.4x106

MODULO DE ROTURA 3000 2200

RESISTENCIA A LACOMPRESION 8000 2200

RESISTENCIA A LA TENSION 1100 2000

Ladrillos refractarios


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Refractarios ComposiciónMagnesita Si presentan contenidos de MgO

comprendidos entre el 90 y el 97%

Dolomía Si el (%CaO + %MgO> 80 %Magnesia-cromo Si contiene entre el 5 y el 18 % de

Cr2O3Cromo-magnesia Si presentan un % Cr2O3

comprendido entre el 18 y el 32 %Cromiita Si el contenido de Cr2O3 es

superior al 32 %Carburo de silicio % SiC > 50 %

Carbono con base grafito > 30 % grafito + arcilla


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COMPOSICION DE REFRACTARIO


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• En la actualidad es frecuente la apariciónde lesiones en este sistema deestructuras.

Fallasestructur

ales

Fisuraso grietas

Pandeos

Desprendimientos

puntuales

Exfoliaciones y

humedad


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Pandeo de ladrillos

• Esta falta de apoyogenera la transmisiónde cargas de la hojaexterior de ½ pié deladrillo, lo que generagiros y pandeos en lafábrica. Estospandeos puedenafectar únicamente alchapado del frente del

forjado o a pañoscompletos de lafachada con elconsiguiente peligrode desprendimiento.

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