Propiedades De Ceramicos Polimeros Y Compositos

Propiedades y aplicaciones de los materiales no metálicos (cerámicos, polímeros y compositos).

*Cerámicos

Propiedades físicas

Debido a sus enlaces iónicos o covalentes, los materiales cerámicos por lo general son:

 Duros

 Frágiles

 Con un alto punto de fusión

 Tiene baja conductividad eléctrica y térmica

 Buena estabilidad química, térmica y elevada resistencia a la compresión.

Propiedades mecánicas

Los materiales cerámicos son generalmente:

• Frágiles o vidriosos

• Presentan poca elasticidad (dado que son materiales porosos)

• Muchos materiales cerámicos son duros y tienen baja resistencia al impacto debido a sus uniones iónico-covalentes

• Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tención

• Aunque como excepción encontramos el comportamiento de las arcillas como materiales fácilmente deformables debido a fuerzas de enlaces secundarios débiles entre las capas de los átomos unidos por enlaces iónico-covalentes

• El fallo mecánico de los materiales cerámicos se da principalmente por defectos estructurales.

• La resistencia de un material cerámico policristalino está, en consecuencia, determinada por muchos factores, que incluyen la composición química, la microestructura y las condiciones superficiales como factores principales

• La temperatura y el entorno también son importantes, así como el tipo de esfuerzos de solicitación y cómo se aplican.

Propiedades térmicas

 La mayoría de los materiales cerámicos tienen:

 Bajas conductividades térmicas debido a sus fuertes enlaces iónico-covalentes

 Son buenos aislantes térmicos, debido a su alta resistencia al calor son usados como refractarios materiales que resisten la acción de ambientes calientes tanto líquidos como gaseosos, los refractarios se utilizan en: industrias metalúrgicas, químicas, cerámicas y del vidrio.

MATERIALES REFRACTARIOS CERAMICOS

 Muchos compuestos cerámicos puros con altos puntos de fusión como el oxido de aluminio y el oxido de magnesio, podrían tener aplicación como refractarios industriales; la mayoría de los refractarios industriales se hacen con mesclas de compuestos cerámicos.

Las propiedades más importantes de los refractarios cerámicos son:

 Su resistencia a bajas y altas temperaturas

 Su densidad y su porosidad

La mayoría de los refractarios cerámicos tienen densidades en el rango de 2,1 a 3,3 g/cm a la 3 8 132 a 206 lb/pie al cubo).

Propiedades eléctricas

Los materiales cerámicos se utilizan un gran variedad de aplicaciones eléctricas y electrónicas.

Muchos tipos de cerámicos se utilizan como:

 Aislantes eléctricos para corrientes eléctricas de alto y bajo voltaje.

 También encontramos varios tipos de condensadores.

Otro tipo de cerámicos se llaman piezoeléctrico pueden convertirse débiles señales de presión en señal eléctrica, y viceversa.

Existen tres propiedades importantes comunes de los aislantes o dieléctricos:

1-. La constante dieléctrica.

2-. La rigidez dieléctrica.

3-.el factor de pérdida dieléctrico.

Propiedades químicas

Son productos inorgánicos, esencialmente no metálicos, policristalinos y frágiles.

Son materiales ampliamente usados en la industria: (ladrillo, alfarería, losetas y porcelana), incluye el concreto, pues sus componentes son cerámicas. También materiales como Carburo de Tungsteno y Nitruro de Boro.

Su importancia se basa en la abundancia en la naturaleza y sus propiedades físicas y mecánicas, diferentes a las de los metales.

EJEMPLOS:

Alúmina: Desde abrasivos hasta huesos artificiales.

Caolinita: (Silicato hidratado de aluminio) principal componente en los productos de barro.

*Polímeros

Propiedades físicas

Estudios de difracción de rayos X sobre muestras de polietileno comercial, muestran que este material:

• Constituido por moléculas que pueden contener desde 1.000 hasta 150.000 grupos CH2 – CH2

• Presentan regiones con un cierto ordenamiento cristalino, y otras donde se evidencia un carácter amorfo: a éstas últimas se les considera defectos del cristal.

• En este caso las fuerzas responsables del ordenamiento cuasicristalino, son las llamadas fuerzas de van der Waals. En otros casos (nylon 66) la responsabilidad del ordenamiento recae en los enlaces de H.

• La temperatura tiene mucha importancia en relación al comportamiento de los polímeros. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas, debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material.

• La temperatura a la que funden las zonas cristalinas se llama temperatura de fusión (Tf).

• Otra temperatura importante es la de descomposición y es conveniente que sea bastante superior a Tf.

Propiedades mecánicas

• Son una consecuencia directa de su composición, así como de la estructura molecular, tanto a nivel molecular como supermolecular.

• Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología: por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.

• Normalmente el incentivo de estudios sobre las propiedades mecánicas es generalmente debido a la necesidad de correlacionar la respuesta de diferentes materiales bajo un rango de condiciones con objeto de predecir el comportamiento de estos polímeros en aplicaciones prácticas.

• Durante mucho tiempo los ensayos han sido realizados para comprender el comportamiento mecánico de los materiales plásticos a través de la deformación de la red de polímeros reticulados y cadenas moleculares enredadas, pero los esfuerzos para describir la deformación de otros polímeros sólidos en términos de procesos operando a escala molecular son más recientes. Por lo tanto, se considerarán los diferentes tipos de respuesta mostrados por los polímeros sólidos a diferentes niveles de tensión aplicados;

• Elasticidad

• Viscoelasticidad

• Flujo plástico

• Fractura.

Propiedades eléctricas

Los polímeros industriales en general suelen ser:

• Malos conductores eléctricos, por lo que se emplean

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