UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERIA INDUSTRIAL EN PROCESOS DE AUTOMATIZACION

TECNOLOGIA DE MATERIALES

TEMA: CERÁMICOS Y FABRICACION DEL VIDRIOINTEGRANTES: PEREZ GABRIELA PINTO STALIN RIVERA BRYAN

CERÁMICOSLos materiales cerámicos casi en su totalidad son compuestos químicos o soluciones complejas, que contienen elementos metálicos y no metálicos a la vez. Los compuestos químicos que poseen los cerámicos son: óxidos, carburos, nitruros, sulfuros, fluoruros, etc.Los materiales cerámicos se utilizan en una amplia gama de tecnologías como refractarias, bujías, dieléctricos en capacitores, sensores, abrasivos, medios de grabación magnética, etc.Los materiales cerámicos tienen una gran y amplia gama de propiedades mecánicas y físicas, las cuales son las más importantes dentro los cerámicos.

Estructuras Cristalinas de los Cerámicos• Estructura Perovskita (CaTiO3)• Estructura del corindón (Al2O3)• Estructura de espinela (MgAl2O4)

• Figura 2: Estructura de los silicatos cristalinos.

Conformados por elementos metálicos y no metálicos

Su enlace puede ser iónico o covalente

En su estructura cristalina sus átomos son de diferentes tamaños

CONSTITUCIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS Están formados por una combinación de fases cristalinas y/o vítreas, denominándose monofásicos. Se pueden presentar en función de la aplicación como sólido denso, polvo fino, película, fibra, los constituidos por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan policristalinos, los monocristales se refieren a materiales constituidos por un solo cristal de una única fase.Los elementos o combinación de elementos de los materiales cerámicos, fase(s) cristalina(s) y/o vítrea(s), están formados por elementos metálicos y no metálicosLos enlaces en las diferentes fases pueden tener desde naturaleza iónica a covalente

PROPIEDADES MATERIALES CERÁMICOS:

• Alta dureza.• Alta resistencia a compresión.• Baja conductividad térmica y eléctrica (si bien

existen cerámicas superconductoras).• Elevada estabilidad química con la temperatura.• “Ligeros”.• Puntos débiles: fragilidad y escasa fiabilidad

CLASIFICACION DE LOS CERAMICOS

CLASIFICACION DE LOS CERAMICOS

Cerámica

tradicional

Cerámica

avanzada

Cerámicas

vítreas

Cerámica

estructural

VIDRIO

• El vidrio es un material inorgánico, parte de las cerámicas, cuyas características son dureza, fragilidad y amorfismo (no tiene estructura cristalina) que están presentes en la naturaleza y también pueden ser producidos por el hombre. El vidrio fue descubierto por los egipcios hace 3000 a.C. El vidrio se obtiene a partir de una serie de químicos que forman una mezcla y entre los cuales tenemos: arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). Estos materiales ya citados se funden a temperaturas que van desde 10000C hasta 25000C.

PROPIEDADES DE LOS VIDRIOS• Propiedades mecánicas en los vidrios.El vidrio flotado cuenta con una dureza de 470HK conforme a Knoop. La base viene dado por el ensayo practicado de acuerdo a la norma DIN 52333 (ISO 9385). La densidad de un vidrio cuyo espesor de 4mm es de 2500kg/m3. • Propiedades térmicas en los vidrios.La temperatura para el reblandecimiento del vidrio es de aproximadamente 6000C, con un rango de transición de 5200C – 5500C de acuerdo a la norma DIN 52324 (ISO 7884). • Propiedades técnicas.Las propiedades técnicas de vidrio vienen dadas por la resistencia a diferentes elementos como: Agua: clase 3 DIN 52296 Ácido: clase 1 DIN 12116Alcalino: clase 2 DIN 52322 e ISO 695.

TIPOS DE

VIDRIOS

• Vidrio comúnSílice vítrea.- El vidrio común es un producto artificial que está compuesto por sílice SiO2, carbonato de sodio Na2CO3 y carbonato de calcio CaCO3 cuyas características son ser resistentes al ataque por agentes químicos, su índice de refracción a la radiación electromagnética visible es 1,45 lo que lo hace óptimo para instrumentos ópticos.• VítreosLos cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presentar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez y que ante esfuerzos externos moderados se deforman de manera generalmente elástica.

FABRICACION DEL VIDRIO1. Se emplea arena de sílice, conocida también como arena de cuarzo.2. Se agrega carbonato de sodio también conocido como “sosa”, este cumple la función de disminuir la temperatura necesaria para hacer vidrio de forma comercial. Además de óxido de calcio conocido también como “cal” que evita que el agua pase a través del vidrio. Es posible agregar oxido de magnesio y/o aluminio para hacerle más duradero, estos últimos tipos de óxidos pueden constituir en un 26 o 30% de la mezcla.3. Se le agrega otro tipo de químicos que van a depender del uso que se le quiera dar al vidrio, como es el caso del brillo en cristales, cuyo compuesto químico es el óxido de plomo. Otro compuesto químico es el óxido de lantano, para la fabricación de gafas, debido a sus propiedades refractarias.4. Se añade cierto tipo de químicos para darle color al vidrio, por ejemplo óxido de hierro para una tonalidad verdosa, compuestos de azufre para una tonalidad amarillenta, ámbar etc.5. Se coloca toda la mezcla en un recipiente altamente resistente al calor, para de esa manera poder ingresarlo al horno, según el tipo de aditivos el vidrio se funde a temperaturas que va en un rango desde 1500 ºC a 2500 ºC.

6. La mezcla del crisol, se funde a líquido.7. Se elimina las burbujas del vidrio fundido, además de homogenizar la mezcla, esto es remover la mezcla hasta que obtenga una viscosidad consistente, en este paso se le puede añadir sulfato de sodio, oxido de antimonio etc.8. Es necesario darle forma al vidrio, y hay diferentes maneras de hacerlo, entre las cuales tenemos:9. Sea cual sea el método utilizado para darle forma al vidrio, procedemos a dejarlo enfriar. Para este paso, se recomiendo dejarlo un lugar donde el polvo, agua, hojas no caigan sobre él, porque podría arruinar todo el proceso.10. Finalmente se le aplica un proceso térmico para fortalecer el vidrio, si es de ser necesario, de acuerdo al uso que tomara el vidrio.

AVANCES TECNOLÓGICOS EN LOS CERÁMICOS.- Propiedades Especiales de los Cerámicos Avanzados.•Alto grado de dureza.•Constante dieléctrica “a la medida”. Son buenos aislantes eléctricos.•Resistencias mecánicas a altas temperaturas.•Conducción rápida de iones. Como temperaturas bajas•Alta permeabilidad magnética.

PRINCIPALES CERÁMICOS AVANZADOS

CHOQUE TERMICO

PRINCIPALES CERÁMICOS AVANZADOS

NITRURO DE ALUMINIO (AIN): Proporciona un buen aislante eléctrico, pero tiene alta conductividad térmica.

CARBURO DE BORO (B4C): Es muy duro y aun así extraordinariamente ligero.

NITRURO DE BORO: Entre sus propiedades, caben citarse: Excelente lubricación y capacidad de moldeo, aislamiento eléctrico, resistencia a altas temperaturas, excelente mecanizado, baja interacción con materiales fundidos.

LA URANIA (UO2): Utilizado como combustible de reactores nucleares.

APLICACIONES TECNOLÓGICAS DE LOS CERÁMICOS.

•

ORO CERÁMICO

FRENOS CERÁMICOS

VENTANAS RECOLECTOR

AS

LOS DISCOS RADICA EN LA RESISTENCIA QUE TIENE A ALTAS TEMPERATURAS

Permita obtener superficies doradas sin tener que emplear el oro metálico

ES MUY IMPORTANTE YA QUE TIENE EL USO DEL VIDRIO

VIDRIO CERÁMICO

GORILLA GLASS 3

RELOJ JAEGER-LECOULTRE (CERMET)ES UNA LAMINA

TRASPARENTE SU COMPONENTE ES DE ALCALI-ALUMINOSILICATORESISTENCIA DE GOLPES

ES LA CONVERSION DEL VIDRIO EN UNA ESTRUCTURA POLICRISTALINAMEDIANTE TRATAMIENTO TERMICO

ESTA COMPUESTO POR ALUMINIO Y POR UN REVESTIMIENTO DE CERAMICA ES DECIR QUE ES MAS RESISTENTE QUE LA CERAMICA PURA.

HERRAMIENTAS DE CORTE Su estructura permite reducir las fisuras hasta hacerlas microscópicas y mantiene la fisura así sin que se abra.Las herramientas con diamante poli-cristalino (PCD) y nitruro de boro cúbico (CBN) son muy utilizadas en la industria cuando se requiere trabajar (cortar, mecanizar, desbastar) materiales que poseen altas durezas y es necesaria la utilización de materiales más duros que los convencionales.

SU PRINCIPAL APLICACIÓN

GRACIAS POR SU

ATENCIÓN