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Propiedades de polimeros y ceramicos


Enviado por   •  30 de Octubre de 2017  •  Apuntes  •  2.368 Palabras (10 Páginas)  •  557 Visitas

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NOMBRE DEL MATERIAL

PROPIEDADES

PROPIEDADES

EXPLICACION

EJEMPLOS

cerámicos

[pic 1]

  • Altas temperaturas de fusión

  • Baja conductividad eléctrica
  • Baja conductividad térmica
  • Baja expansión y fallas térmicas
  • Baja densidad y porosidad
  • Color y aspecto
  • Resistencia mecánica

Algunos llegan a fundirse a 1200° y mantienen sus resistencias, al igual pueden resistir mucho más temperatura que un metal, algunos llegan a fundirse a 2000°.

En general la mayoría de los materiales cerámicos tiene baja conductividad eléctrica debido a que los enlaces iónicos y covalentes restringen la movilidad iónica y electrónica.

Es la capacidad que tiene los cerámicos para oponerse al paso de calor, todos los materiales oponen resistencia al paso de calor aunque algunos muy escasos como los metales. Y otros mucho más como…

La expansión térmica se refiere al incremento de volumen de un material a medida que aumenta su temperatura.

Son en todo análogas en lo definido para piedras naturales. La densidad real es del orden 2g/cm3.algunos cerámicos porosos son..

En los cerámicos el color depende de las impurezas y de los aditivos que se empleen con la finalidad de ornamentar en la construcción.

Usualmente la exigencia se refiere a la resistencia a compresión y módulo de elasticidad, magnitudes muy relacionadas con la porosidad.

Si3N4(nitruro de silicio)

Refractarios

Esteatita, que es utilizada como aislante

arcilla

Fibra cerámica

fibra de vidrio

cerámicas policristalinas(silicato de litio de aluminio)

Arcilla cocida,refractarios,loza inglesa…

Arcilla (color rojizo),debido al óxido de hierro, loza italiana(amarillenta).

Carburo de boro, carburo de silicio

Cerámicos

[pic 2]

  • Duros

  • Frágiles
  • Ligeros
  • Alta resistencia a compresión
  • Deformables a altas temperaturas
  • Son rígidos
  • Resistencia a la abrasión

                             

     

  • Baja tenacidad

La gran dureza de los cerámicos se debe a sus fuertes enlaces covalentes y es una de las principales características, a razón de esto suelen ser usados como abrasivos…

Son frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico covalente, este hecho supone una gran limitación en su número de aplicaciones.

Para obtener piezas ligeras, el ceramista tiene caminos fundamentales, los cuales debe de seguir para poder obtener la ligereza desea en los cerámicos.

Es una característica de los cerámicos, ya que la mayoría suelen soportar grandes cantidades de fuerza a compresión, lo cual es de manera contraria con el de tensión

Algunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su solidez, son los denominados materiales refractarios.

Es una medida cualitativa de las resistencias a las deformaciones  elásticas producidas por un material.

Propiedad que permite a un material resistir y mantener   su apariencia original al ser frotado con otro objeto.

Esta propiedad nos permite medir la ligereza o pesadez de cada cerámico, mientras mayor sea la densidad del cuerpo mayor su peso.

Suelen usarse como abrasivos (carburo de silicio), nitruro de silicio.

Magnesita refractaria,periclasa refractaria

Azulejos(estos tienen un peso específico),algunas porcelanas

Porcelana, materiales refractarios, oxido de itrio bario y cobre

Ladrillos refractarios soportan altas temperaturas antes de deformarse

Al2O3, nitruro de silicio, son los más usados por su rigidez

Alúmina fundida y carburo de silicio son los más utilizados.

Los vidrios que suelen romperse debido a su baja tenacidad

[pic 3]

  • Baja  resistencia al impacto térmico

  • Fuerza del enlace
  • Aislante térmico
  • Conductividad térmica
  • Punto de fusión(tipo de enlace)
  • Resistencia altas temperaturas
  • Absorción de calor
  • Calor especifico

Se refiere a la rotura de los materiales cerámicos antes de sufrir un cambio drástico de temperatura, los cerámicos son vulnerables a este efecto debido a su bajo nivel de tenacidad

El tipo y forma de fuerza de enlace determinan las propiedades físicas y mecánicas del material solido que se forma

Es un material usado en la construcción y caracterizado por su alta resistencia térmica estableciendo una barrera al paso  de calor entre dos medios que naturalmente tendería a igualarse en cuanto a temperatura.

Es un proceso de conducción de flujos del calor a través de un material bajo un gradiente termino

Es la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases sólido-líquido, es decir, la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Los cerámicos tienen altos puntos de fusión

Los cerámicos aguantan temperaturas muy altas cercanas a los 3500°

Se produce cuando un cuerpo cede su calor a otro cuerpo que lo absorbe.

Cantidad de calor que por kilogramo necesita un cuerpo para que su temperatura se eleve en un grado centígrado.

Los vidrios suelen ser un ejemplo de este, ya que debido a su baja conductividad térmica suele romperse al impacto térmico.

Magnesia, carburo de silicio, halita

Zircona  y mulita

En comparación con los metales, son malos conductores térmicos

Nitruro de boro, carburo de silicio y alúmina son algunos ejemplos

El ladrillo refractario soporta una temperatura de 18885°, es usado para hornos

La Magnesia, ladrillos refractarios.

ladrillo 0,20 kcal/kg Cº

piedra caliza 0,22 kcal/kg Cº              

[pic 4]

  • Superconductividad eléctrica

  • Piroelectricidad
  • Piezoelectricidad
  • Permitividad
  • semiconductividad

Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia  ni pérdida de energía  en determinadas condiciones.

Carga eléctrica que presenta la superficie de ciertos cristales, como la turmalina, el topacio, el ácido tartárico, etc., cuando se someten a una variación de temperatura.

Conjunto de fenómenos eléctricos que se manifiestan en algunos cuerpos sometidos a presión u otra acción mecánica.

La permitividad está determinada por la tendencia de un material a polarizarse ante la aplicación de un campo eléctrico y de esa forma anular parcialmente el campo interno del material. Está directamente relacionada con la susceptibilidad eléctrica.

es el estado o grado de que algo es un semiconductor

los superconductores cerámicos los cuales son materiales comúnmente denominados como perovskitas. (Y1Ba2Cu3O7)

Detectores piroelectricos. Pb(Zr1Ti) O3

Detectores piezoeléctricos. Pb(Zr1Ti) O3 y LiNbO3

Un condensador Titanio de Bario (BaTiO3) una alta permitividad hace que la misma cantidad de carga eléctrica se almacene con un campo eléctrico menor y, por ende, a un potencial menor, llevando a una mayor capacitancia del mismo.

los semiconductores, substratos, Cl, filtros, detectores de IR.

AsGa, PLn. InSb, ZnO, CdS

[pic 5]

  • Biocompatibilidad

  • Resistencia a la corrosión
  • Catálisis
  • Conductividad iónica
  • Resistentes al ataque de ácidos

Es la capacidad de un material para actuar con una respuesta adecuada del medio biológico en el cual son utilizados (un ser humano u otro ser vivo). Los materiales biocompatibles son llamados biomateriales.

Son resistentes a la corrosión en la mayoría de los ambientes, especialmente a temperatura ambiente. La corrosión de los cerámicos no es un tema tan estudiado como la corrosión de metales

La catálisis es el proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química, debido a la participación de una sustancia llamada catalizador y aquellas que desactivan la catálisis son denominados inhibidores.

 una solución de electrolito es una medida de su capacidad para conducir la electricidad. La unidad SI de conductividad es el siemens por metro (S/m).

los cerámicos tienen la capacidad de resistir a ácidos.

 

Ca5(PO4)OH. Estos son usados en prótesis (dientes y huesos)

SiC-WC, SnO2-ZnO. Aplicado en equipamiento químico.

SiO2-Al2O3, aplicado en catalizadores

Alúmina, ZrO2, SnO2. aplicado en electrolitos, sensores gases

la porcelana se obtiene del caolín, son transparentes o traslúcidas. compactas, una elevada dureza y son resistentes a los ácidos. se utilizan en vajillas y objetos decorativos.

polímeros

[pic 6]

  • Elasticidad

  • Solubilidad
  • Plasticidad
  • Viscosidad
  • Maleabilidad
  • Baja Densidad
  • Color

La elasticidad es la capacidad que tiene un material de experimentar una deformación y volver a su forma original.

Capacidad de una sustancia o un cuerpo para disolverse al mezclarse con un líquido.

La plasticidad es un fenómeno que muestran ciertos materiales que se comportan como solidos elásticos

La viscosidad se corresponde con el concepto informal de "espesor". Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.

La maleabilidad es la propiedad de un material duro de adquirir una deformación mediante una compresión sin romperse.  A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material 

La densidad es el término usado para describir un objeto y la cantidad de materia contenida en determinada cantidad de masa. La densidad también se utiliza para describir el peso de un objeto

El color es una propiedad física que es el resultado directo de sus características químicas

el caucho (llantas de los coches) o los trajes de los buzos (Neopreno), que experimentan la elasticidad y posteriormente recupera su tamaño original.

cloruro de vinilo se caracteriza por su facilidad para mezclarse con numerosos aditivos que dan lugar a un elevado número de compuestos

Silicones y gran parte de elastómeros

La silicona es un polímero inorgánico derivado del polisiloxano y el acetato de polivinilo (Resistol o pegamento) son ejemplos de materiales viscosos

polímeros sintéticos como el Polietileno

la densidad del polietileno es de .953g/cm3 y el vidrio que es un material cerámico es de 2.5g/cm3  

Los polímeros amorfos (policarbonato) son transparentes, mientras que los cristalinos son opacos (polipropileno)

[pic 7]

  • Baja elongación antes de la ruptura

  • Modulo inicial elevado
  • No  tienen mucha Dureza
  • Alta elongación reversible
  • Resistencia tensil
  • visco elasticidad

La elongación es un movimiento en donde se produce un aumento de la masa longitudinalmente de una estructura.

El modulo inicial es elevado, o sea que resisten por un tiempo la deformación, pero si se le ejerce demasiada presión sobre un plástico flexible, finalmente se deformara.

Esto se debe a que no hay una gran área bajo la curva, se puede decir entonces que los polímeros son resistentes, pero no muy duros.

Esto se debe a los módulos bajos, unos claros ejemplos de estos son los elastómeros

Un polímero tiene resistencia tensil si soporta un estiramiento, la resistencia tensil es importante para un material que va a estar bajo tensión.

Es un comportamiento que presentan ciertos tipos de materiales que exhiben tanto propiedades viscosas como propiedades elásticas cuando se les aplica una carga

Poliestireno, los poli(metil metacrilato) o los policarbonatos.

Bolsa plástica, los polietilenos y polipropilenos son claros ejemplos.

Platicos rígidos como el poli(metil metacrilatos)y policarbonatos

Goma natural,poliuretanos,polibutadieno,silicona

Las fibras necesitan tener esta resistencia,poliestirenos policarbonatos.

Goma, silicones, plásticos

[pic 8]

  • Resistencia a la flexión
  • inflamabilidad
  • Conductividad térmica muy baja(espumas)
  • Apropiados para aislamiento térmico
  • Capacidad calorífica(20 Celsius)
  • Dilatación térmica
  • Termoestables
  • Baja temperatura de fusión

Es la Resistencia que oponen los polímeros al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado  en una dirección perpendicular

Esto quiere decir que se inflan o arden con facilidad.

estos materiales no son buenos conductores de calor por lo tanto tienen baja conductividad térmica, pero son buenos aislantes.

material usado en la construcción y en la industria, caracterizado por su alta resistencia térmica.

no tiene la capacidad de aguantar tanto calor y cuando se le da mucho calor esta termina quemándose

Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambian de temperatura provocando una dilatación térmica.

los plásticos termoestables son aquellos que una vez moldeados no pueden reblandecerse con el calor: ya que experimentan una transformación química llamada fraguado; por este proceso las moléculas se enlazan permanentemente y el polímero queda rígido.

Estos materiales se llegan a fundir a muy bajas temperaturas.

Polietilenos, teraftalato de polietileno y poliésteres son algunos ejemplos

todos los polímeros pueden ser inflamables, pero: Si bien es una ventaja que puedan fundirse. Pero También el plástico ardiendo, puede liberar gases tóxicos.

En este caso se podría decir que todos los polímeros tiene esta propiedad

poliestireno  es buen aislante térmico. la forma esponjosa también llamada poliestireno expandido los termófijos. Polímeros termófijos importantes: Aminoresinas: para recubrimiento de madera (fórmica).  

los polímeros termoplásticos con enlaces débiles de Van der Vaals

baquelita, melamina, resina de poliéster, celofán

cloruro de polivinil se ablanda y deforma a baja temperatura, teniendo una gran resistencia a los líquidos corrosivos

[pic 9]

  • Polarización electrónica

  • Polarización iónica
  • Son malos conductores de electricidad
  • Aislantes en algunos casos
  • Tienen un grado de sensibilidad eléctrica

Expresa la densidad de los momentos eléctricos dipolares permanentes o inducidos en un material dieléctrico.

Al aplicar un campo eléctrico a un material iónico, las uniones entre iones se deforman elásticamente, redistribución de la carga dentro del material.

Estos materiales se caracterizan por su mala conductividad de electricidad, generalmente esta clase de material se utiliza para dividir conductores eléctricos.

Esos malos conductores se usan como aislantes, justamente para aislar a la corriente eléctrica que se conduce dentro del cable.

Significa poseer una enfermedad que se activa o intensifica al encontrarse cerca de aparatos eléctricos.

Policloruro de vinilo,poliamidas y baquelita

Metacrilato de metilo,poliisubotileno

Gomas, plásticos,hules, silicon.

Poliuretanos,silicones

Hule,pet,

Compuestos

[pic 10]

  • Son permeables a muchos fluidos

  • No les afecta la corrosión
  • No reaccionan con ácidos
  • La exposición a la radiación solar puede hacer que el material se averíe.
  • Solubilidad

Es la capacidad que este tiene de transmitir un fluido. Un material será más permeable cuando sea poroso y estos poros sean de gran tamaño.

Se considera como la carga Parente con la que dicho elemento está funcionando en ese compuesto o especie

Ha sido evaluada en función de la perdida de volumen producida tras una exposición prolongada.

Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol, los polímeros suelen degradarse al mantenerse por mucho tiempo bajo el sol.

Es la capacidad en la que una medidas sustancia en un determinado medio

Plásticos, hules, gomas y caucho

Refractarios, platicos,alumina,etc.

Cloruro de polivinil,poliestireno, teraftalato de polietileno

Los plásticos, teraftalato de polietileno

Poliestireno es un claro ejemplo.

[pic 11]

  • Ligeros

  • Densidad
  • masa
  • forma
  • solubilidad

son materiales que tienen un peso bajo.

        

Relación entre la masa y el volumen de una sustancia, o entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón.

se podría decir que ligeros por los compuestos más representativos.

los compuestos tienen formas amorfas, las cuales quieren decir que son de átomos y moléculas de manera aleatoria, esto explica que no todos son de formas iguales.

no todos los compuestos pueden ser solubles a excepción.

son la fibra de carbono que utilizan principalmente en industria aeronáutica, (en piezas de aviones etc.).

Fibras kevlar 29 1.44 (g/cm3) kevlar 49 1.44 (g/cm3) kevlar 149 1.47. (g/cm3) Fibras twaron 1.44 (g/cm3)

como las fibras de vidrio y de carbono, pero al ser compuestos por dos o más materiales estos podrían pesar como un metal.

La mayoría de los compuestos

El adobe puede ser soluble

[pic 12]

  • Maleabilidad

  • Tenacidad
  • Rigidez
  • Resistencia a la fluencia
  • Fluencia
  • Elasticidad
  • Alargamiento a la ruptura
  • Resistencia a la tracción
  • Resistencia a la torsión

Se describe  como material maleable a todos los objetos que pueden modificarse su forma de presentación sin que se rompan, es decir, son esos tipos de materiales que pueden presentarse en láminas, ser hiperextenderse, sin que sufran un daño o lesión en su estructura;

La mayoria de los compuestos

[pic 13]

Altas conductividades térmicas

Rendimiento a altas temperaturas

Buena insonorización

 Buen aislante térmico

[pic 14]

[pic 15]

Homogéneo

Resistente a la corrosión

...

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