Metales, cerámicas y polímeros pdf
A temperatura ambiente, tanto las cerámicas como los vidrios sufren una fractura rápida en un ensayo de tracción antes de que se produzca cualquier deformación plástica. Sin embargo, las cerámicas tienen una resistencia a la compresión unas diez veces mayor que su resistencia a la tracción. La resistencia a la tracción de las cerámicas y los vidrios es baja porque los defectos existentes (grietas internas o superficiales) actúan como concentradores de tensión. Sin embargo, los defectos no se propagan a la compresión y, por tanto, los materiales cerámicos suelen utilizarse en aplicaciones en las que las cargas son de compresión.
Cuando se producen cambios rápidos de temperatura, el material debe ser capaz de deformarse para compensar la expansión o contracción. Los metales y los plásticos suelen ser capaces de deformarse lo suficiente como para compensarlo, pero la mayoría de los materiales cerámicos (al ser demasiado frágiles) no pueden hacerlo y, por tanto, pueden fracturarse. Se sabe que el vidrio se fractura ante un cambio brusco de temperatura de más de 80ºC. Esto se denomina choque térmico.
Como resultado de su alta resistencia a la unión, los materiales cerámicos suelen tener temperaturas de fusión muy altas, a menudo mucho más altas que los metales y los polímeros. La mayoría de las cerámicas y vidrios tienen una temperatura de fusión superior a los 2.000ºC. Esto significa que suelen utilizarse en aplicaciones de alta temperatura.
Materiales cerámicos
Las tablas de selección de materiales son una novedosa forma gráfica de presentar los datos de las propiedades de los materiales. La mayoría de las propiedades de los materiales abarcan varios órdenes de magnitud, por lo que se utilizan escalas logarítmicas. Las propiedades individuales podrían representarse en forma de gráficos de barras, pero un gráfico 2D de un par de propiedades es mucho mejor, como veremos. La figura 1 muestra un ejemplo de módulo de Young frente a la densidad, en el que se aprecia dónde se encuentran los datos de las distintas clases de materiales.
Así, un gráfico 2D permite una buena apreciación visual de los rangos y las magnitudes relativas de las dos propiedades consideradas individualmente, simplemente extendiendo los materiales en el diagrama, y sin que tengamos que preocuparnos demasiado inicialmente por los valores reales. Pero hay mucho más que esto. En primer lugar, no es casualidad que los metales, los polímeros, etc., se agrupen en un diagrama módulo de Young – densidad. Estas propiedades reflejan el empaquetamiento atómico y el enlace característicos de cada clase, que están muy bien definidos. Si “rellenamos” las burbujas con datos de tipos de materiales dentro de cada clase, esto es aún más evidente. La figura 2 muestra el mismo gráfico, con los datos de una selección de metales.
Clasificación de los materiales
El proceso de transformación de polímero en cerámica permitió realizar importantes avances tecnológicos en la ciencia y la tecnología de la cerámica, como el desarrollo de fibras cerámicas, revestimientos o cerámicas estables a temperaturas ultra altas (hasta 2000°C) con respecto a la descomposición, la cristalización, la separación de fases y la fluencia. En los últimos años, se han logrado varios avances importantes, como el descubrimiento de una variedad de propiedades funcionales asociadas a los CDP. Además, los nuevos conocimientos sobre su estructura a escala nanométrica han contribuido a la comprensión fundamental de las diversas características útiles y únicas de los PDC relacionadas con su alta durabilidad química o su alta resistencia a la fluencia o su comportamiento semiconductor. Desde el punto de vista del procesamiento, los polímeros precerámicos se han utilizado como aglutinantes reactivos para producir cerámicas técnicas, se han manipulado para permitir la formación de poros ordenados en el rango meso, se han ensayado para unir componentes cerámicos avanzados y se han procesado en componentes a granel o macroporosos.
Compuestos de cerámica-polímero
Descubre las propiedades que definen a una sustancia como metal y qué sustancias se clasifican como metales. Explora dónde encontrar metales y minerales metálicos, y aprende sobre las propiedades físicas de los metales, la conducción de los mismos y cómo se utilizan.
Los metales y otras rocas preciosas son materiales importantes que se encuentran entre los recursos naturales de la Tierra. Aprende sobre los diferentes tipos de materiales terrestres, la descripción de los metales, los diferentes tipos de rocas preciosas y cómo los minerales, las rocas, el suelo y el agua trabajan en conjunto para ayudar a sostener la vida en el planeta.
Aprende sobre la madera y sus diferentes usos. Descubre los diferentes tipos de madera, como la madera dura y la madera blanda, y qué tipos de árboles los producen. Explora la cantidad de madera que utiliza el ser humano y aprende algunos datos curiosos sobre la madera.
Aprende sobre los ácidos y las bases. Descubre la diferencia entre ácidos y bases, cómo medirlos en la escala de pH y cómo afectan al sabor, y explora cómo el hidrógeno produce ácidos mientras que el hidróxido produce bases.
Conoce los diferentes elementos que componen toda la materia del universo. Explora lo que define a los elementos, sus estados de la materia, el número atómico y el símbolo de los elementos, y cómo están dispuestos en la tabla periódica.