Compuestos Intermetalicos

COMPUESTOS INTERMETÁLICOS

Los compuestos intermetálicos son aleaciones homogéneas que tienen propiedades y composición definidas. Por ejemplo, el cobre y el aluminio forman un compuesto, CuAl2, conocido como duraluminio. Este tipo de compuestos juega un papel muy importante en la sociedad moderna. Por ejemplo, el Ni3Al es el componente principal de las maquinarias de los fuselajes de los aviones a propulsión debido a su fortaleza y baja densidad. Las cuchillas de afeitar normalmente se recubren de Cr3Pt, lo que les da la dureza que les proporciona una larga vida útil. Sin embargo, uno de los problemas aún no resueltos en la química de estos compuestos es el de encontrar un modelo teórico para predecir su estequiometría.

Cuando un material como los metales sufren un cambio de estructura cristalina, como de BCC a FCC, experimenta un cambio de fase.

En el estado sólido hay tres fases posibles: a) de metal puro, b) de aleación intermedia o compuesta o compuestos intermetálicos, c) de solución solida.

Una aleación homogenea solamente puede ser una solución solida o un compuesto intermetálico.

Si la aleación es homogenea puede ser una mezcla de dos metales puros, dos soluciones solidas, un metal puro y una solucion solida, dos compuestos intermetalicos, o tiene un punto de fusion bien definido en condiciones de equilibrio, según las condiciones de presion y temperatura. Condiciones en equilibrio quiere decir variación de temperatura muy lenta. Debe darse tiempo suficiente para que haya un cambio como fusion o cambio de estructura cristalina.

Compuesto intermetalico o fase intermedia. Son combinaciones de metales mas parecidas a compuestos quimicos como el H2O o NaCl. Por ejemplo, el Mg2Pb, Cu2Se son compuestos que tienen un punto de fusion definido y propiedades fisicas, mecanicas y quimicas diferentes de sus constituyentes. Pueden tener estos compuestos estructuras complejas. Su enlace puede ser ionico o covalente.

Tambien hay compuestos intermetalicos intersticiales, que se forman generalmente entre metales de transición como el Sc, Ti, Ta, W, Fe con elementos como H, O, C, B, N. Los atomos de estos ultimos elementos son pequenos y se pueden acomodar en los espacios que hay en la estructura cristlina de los metales. Un ejemplo tipico de compuesto intersticial es el Fe3C. Generalmente tienen estos compuestos altos puntos de fusion y son muy duros, aunque fragiles generalmente.

1. Los materiales compuestos son aquellos que están formados por combinaciones de metales, cerámicos y polímeros. Las propiedades que se obtienen de estas combinaciones son superiores a la de los materiales que los forman por separado, lo que hace que su utilización cada vez sea más imponente sobre todo en aquellas piezas en las que se necesitan propiedades combinadas.

2. Las técnicas de producción para CMM se clasifican básicamente en cuatro tipos según el estado de la matriz durante el proceso: en estado líquido (fundición, infiltración), en estado sólido (pulvimetalurgía (PM), sinterización, prensado en caliente), en estado semisólido (compocasting) y en estado gaseoso (deposición de vapor, atomización, electrodeposición), éste último de poca difusión, pero bastante utilizado en la obtención de CMM para el sector electrónico

3. La pulvimetalurgia es uno de los métodos más empleados para la obtención de materiales compuestos con matriz de aluminios, entre los pasos seguidos para la obtención de estos materiales se encuentran: Mezclado de los polvos, Compactado, Sinterizado y Acabado del producto.

Aleaciones

Producto homogéneo de propiedades metálicas compuesto de 2 o mas elementos, uno de los cuales al menos debe ser un metal, sin que haya combinación química entre ellos .

Por medio de las aleaciones se les dan a los metales características, como por ejemplo dureza que no poseen por si mismos; actualmente casi ningún metal se usa puro, hay millares de aleaciones industriales, la mas importante de las cuales es el acero ; el bronce que se compone de cobre y estaño , así como otras de igual importancia como lo son el latón que es cobre con zinc, los cuproniqueles que son mezclas de plomo y antimonio los cuales se usan como soldadura, como tipos de imprenta, etc., las aleaciones de aluminio con magnesio y manganeso tienen muchas aplicaciones en la aviación y astronáutica.

Las aleaciones, al igual que los metales puros, poseen brillo metálico y conducen bien el calor y la electricidad, aunque por lo general no tan bien como los metales por los que están formadas. Las sustancias que contienen un metal y ciertos no metales, particularmente las que contienen carbono, también se llaman aleaciones. La más importante entre estas últimas es el acero. El acero de carbono simple contiene aproximadamente un 0,5% de manganeso, hasta un 0,8% de carbono, y el resto de hierro.

Variedades

Una aleación puede ser un compuesto intermetálico, una disolución sólida, una mezcla íntima de cristales diminutos de los elementos metálicos constituyentes o cualquier combinación de disoluciones o mezclas de los mismos. Los compuestos intermetálicos como NaAu2, CuSn y CuAl2, no siguen las reglas ordinarias de valencia y son por lo general duros y frágiles, aunque las últimas investigaciones han aumentado la importancia de estos compuestos. Las aleaciones tienen normalmente puntos de fusión más bajos que los componentes puros. Una mezcla con un punto de fusión inferior al de otra mezcla cualquiera de los mismos componentes se llama mezcla eutéctica. El eutectoide, o fase sólida análoga del eutéctico, suele tener mejores características físicas que las aleaciones de proporciones diferentes.

Propiedades

Con frecuencia las propiedades de las aleaciones son muy distintas de las de sus elementos constituyentes, y algunas de ellas, como la fuerza y la resistencia a la corrosión, pueden ser considerablemente mayores en una aleación que en los metales por separado. Por esta razón, se suelen utilizar más las aleaciones que los metales puros. El acero es más resistente y más duro que el hierro forjado, que es prácticamente hierro puro, y se usa en cantidades mucho mayores.

Los aceros aleados, que son mezclas de acero con metales como cromo, manganeso, molibdeno, níquel, volframio y vanadio, son más resistentes y duros que el acero en sí, y muchos de ellos son también más resistentes a la corrosión que el hierro o el acero. Las aleaciones pueden fabricarse con el fin de que cumplan un grupo determinado de características. Un caso importante en el que son necesarias unas características particulares es el diseño de cohetes y naves espaciales y supersónicas.

Los materiales usados en estos vehículos y en sus motores deben pesar poco y ser muy resistentes y capaces de soportar temperaturas muy elevadas. Para soportar esas temperaturas y reducir el peso total, se han desarrollado aleaciones ligeras y de gran resistencia hechas de aluminio, berilio y titanio. Para resistir el calor generado al entrar en la atmósfera de la Tierra, en los vehículos espaciales se están utilizando aleaciones que contienen metales como el tántalo, niobio, volframio, cobalto y níquel.

En los reactores nucleares se utiliza una amplia gama de aleaciones especiales hechas con metales como berilio, boro, niobio, hafnio y circonio, que absorben los neutrones de una forma determinada. Las aleaciones de niobio-estaño se utilizan como superconductores a temperaturas extremamente bajas. En las plantas de desalinización se utilizan aleaciones especiales de cobre, níquel y titanio, diseñadas para resistir los efectos corrosivos del agua salina hirviendo.

Preparación

Históricamente, la mayoría de las aleaciones se preparaban mezclando los materiales fundidos. Más recientemente, la pulvimetalurgia ha alcanzado gran importancia en la preparación de aleaciones con características especiales. En este proceso, se preparan las aleaciones mezclando los materiales secos en polvo, prensándolos a alta presión y calentándolos después a temperaturas justo por debajo de sus puntos de fusión.

El resultado es una aleación sólida y homogénea. Los productos hechos en serie pueden prepararse por esta técnica abaratando mucho su costo. Entre las aleaciones que pueden obtenerse por pulvimetalurgia están los cermets. Estas aleaciones de metal y carbono (carburos), boro (boruros), oxígeno (óxidos), silicio (siliciuros) y nitrógeno (nitruros) combinan las ventajas del compuesto cerámico, estabilidad y resistencia a las temperaturas elevadas y a la oxidación, con las ventajas del metal, ductilidad y resistencia a los golpes.

Otra técnica de aleación es la implantación de ion, que ha sido adaptada de los procesos utilizados para fabricar chips de ordenadores o computadoras. Sobre los metales colocados en una cámara de vacío, se disparan haces de iones de carbono, nitrógeno y otros elementos para producir una capa de aleación fina y resistente sobre la superficie del metal. Bombardeando titanio con nitrógeno, por ejemplo, se puede producir una aleación idónea para los implantes de prótesis.

La plata fina, el oro de 14 quilates, el oro blanco y el platino iridiado son aleaciones de metales preciosos. La aleación antifricción, el latón, el bronce, el metal Dow, la plata alemana, el bronce de cañón, el monel, el peltre y la soldadura son aleaciones de metales menos preciosos. Debido a sus impurezas, el aluminio comercial es en realidad una aleación. Las aleaciones de mercurio

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