Normas y criterios para la selección de materiales cerámicos

Normas y criterios para la selección de materiales cerámicos

La selección de tipo de material que se requiere para una aplicación determinada, es solo una de las fases en las que un diseñador o ingeniero de materiales se basa. El conjunto de fases previas a la selección comprende 1) necesidad 2) diseño conceptual 3) diseño de formulación 4) diseño en detalle y 5) manufactura y montaje

Materiales cerámicos

Los materiales cerámicos son compuestos químicos o soluciones complejas que contiene elementos metálicos  y no metálicos .Tienen amplias propiedades mecánicas  y físicas debido a sus ,frágiles  con un alto punto de fusión ,baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad química ,resistencia a la compresión

LA ESTRUCTURA DE LOS CERAMICOS  CRISTALINOS

Se encuentra en varios cerámicos .En este tipo de celdas están 3 tipos de iones, que son iones de bario. Iones de oxigeno y iones de titanios. La distorsión de la celda unitaria produce una señal eléctrica, lo que permite que ciertos titanios sirvan como transductores.es similar a una estructura  hexagonal compacta. Algunos cerámicos tienen esta estructura como son  Cr203 y Fe203

Tiene una celda unitaria cubica, en cada una de sus cubos menores no hay iones de oxigeno hay 4 intersticiales y octaédricos y 8 sitio  intersticiales tetraédricos de los cuales los cationes ocupan 3.en los espinales inversos, el ion bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los sitios octaédricos a veces se le considera como cerámico, tiene una estructura hexagonal por capas y se usa como material refractario y como fibra.

LA ESTRUCTURA DE LOS SILICATOS CRISTALINOS

Estructuras de  anillo y cadenas, se forman cuando dos vértices del tetraedro se comporten con otros grupos tetraédricos. Hay  una amplia calidad de materiales cerámicos que tienen estructura de  metasilicato.

Sílice, conformé incrementa la temperatura, el sílice  cambia de cuarzo alfa  a cuarzo beta crea un cambio de dimensión en el sílice, acompañado por esfuerzos  altos e incluso por agrietamiento

FALLAS MECANICAS EN LOS MATERIALES CERAMICOS

Los cerámicos son frágiles por imperfecciones como grietas, porosidad e inclusiones extrañas, se intensifica la fractura frágil que es un falla mecánica, los defectos varían en tamaño, forma y orientación.la fractura frágil tiene un tratamiento estadístico.

Existen métodos para la mejora  la tenacidad que resultan en una mayor resistencia a la fractura y en esfuerzos mayores, un método es el de rodear las partículas frágiles con un material motriz más suave y tenaz

PROBLEMAS DE SELECCIÓN DE MATERIALES

CORROSION Y DESGASTE

En un entornó corrosivo la composición e integridad física de un sólido son alteradas .Hay corrosión química, electroquímica, etc. Existen una gran diversidad de mecanismos de desgaste y de desgaste corrosión que alteran en la forma de los materiales.

CORROSION QUIMICA

Ataque de materiales líquidos, primero atacan un sólido en punto con alta energía, finalmente aparecen grietas, esta forma de corrosión  se complica por la presencia de fundentes.

Disolución selectiva, un elemento que forme una aleación  puede disolverse o separarse significativamente del mismo solido.

Solución de cerámicos, los refractarios cerámicos utilizan para contener metal durante, la fusión de infiltración puede ser disuelto por las escorias que se producen en la superficie de los metales.

CORROCION ELECTRO QUIMICA

Es la forma más común de ataque de los materiales, pasa cuando los átomos de metal pierden electrones y se convierten en iones, está producida por el desarrollo de una corriente en una celda electroquímica que elimina los iones del material.los componentes de una celda electro química son ánodo, cátodo y electrolito.

DESGASTE Y EROSION

Desgaste por adherencia, cuándo 2 superficies solidas se deslizan, una sobre otra bajo presión.

Desgaste abrasivo, ocurre cuando se elimina material de una superficie debido al contacto con partículas duras.

Erosión liquida, causada por altas presiones asociadas con un líquido en movimiento. Hay 2 tipos de erosión liquida, la cavitación y la pulverización con gotas de liquido.

NORMAS    AISI, ASME, ASTM, AWS, DIN, SAE, ASNT, DGN.

En los estados unidos de América se establecieron las bases para el desarrollo industrial por medio de asociaciones o sociedades .las cuales son agrupaciones científicas y técnicas de profesionales. Científicos expertos que a través de comités o grupos  de trabajo desarrollan las normas, teniendo por objetos suministrar los conocimientos. Experiencia y habilidades de sus miembros relativas a los materiales, productos, componentes, sistemas, servicios y múltiples actividades , de tal manera que resulten efectivamente útiles a la industria ,gobierno ,instituciones educativas ,profesionales y público en general a través de acciones competitivas y especializadas. A.I.S.I – (american iron and steel institute) instituto americano del hierra y el acero.

A.S.M.E. – (american society of mechanical engineers) sociedad americana de ingenieros mecanicos.

A.S.T.M. – (american society of testing materials) sociedad americana para prueba de materiales.

A.W.S. – (american welding society) sociedad americana de soldadura.

S.A.E. – (society american of engibeers) sociedad americana de ingenieros.

N.E.M.A. – (nacional electrical manufacturers) asociación nacional de fabricantes de aparatos eléctricos.

A.N.S.I. – (american nacional standars institute) instituto nacional americano estándares. ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD EN BALDOSA CERAMICAS

Las baldosas cerámicas tanto esmaltadas como sin esmalte, son productos ampliamente utilizado en el rubro de la construcción. Si bien el control de calidad todavía es incipiente, salvo en algunas fabricas de la ciudad de santa cruz, se puede indicar a modo de referencia que la calidad de esos productos se determina mediante ensayos como los siguientes, PEI (porcelain enmailed institute para baldosas esmaltadas) que cosiste en someter  las baldosas  a desgaste superficial por frotamiento  y permite clasificar las baldosas  entre baldosas de trafico ligero (PEI=1) y baldosas de alto tarifico  (PEI=4 o 5) , tolerancia dimensional, resistencia al rayado, resistencia  al ataque  acido/alcalino resistencia a las manchas , absorción, resistencia a la flexión y otros. La normativa  boliviana para el control de calidad de estos productos fue aprobada  el año  2005 y consiste  en las siguientes normas, NB-ISO13006 para las definiciones , clasificaciones ,requisitos y marcaciones y NB10545.1 a 16 para el muestreo y los ensayos.

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