Unidad 4 Procesos industriales de plÃ_sticos tÃ_rmicos (1)

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE DURANGOINGENIERIA INDUSTRIAL PROCESOS DE FABRICACIÓN UNIDAD 4 TEMAPROCESOS INDUSTRIALES DE PLÁSTICOS TÉRMICOS, COMPUESTOS Y TERMOFRAGUANTES Y MATERIALES CERÁMICOS EQUIPO 2: “LOS HIJOS DE SU MAQUILA” Arreola Valadez Maximiliano 11040946 Acosta Gómez Darien 11040941 Enríquez Bermúdez Brenda Sofía 11040961 García Meza Karen Guadalupe 11040964 Ibarra Blancarte Luis Arturo 11040974 Martínez Rincones Estefanía 11040980 Sánchez Ruelas Perla Montserrat 11041001 Saucedo Saucedo Jamileth 11041004 Tapia Diaz Luis David 11041007 Durango, Dgo., 20 de Mayo de 2013 1 ÍNDICE Subtema 4.1Generalidades……………………………………………………………………………………………………….3 Comentarios……………………………………………………………………………………………………………………………..6 Conclusiones……………………………………………………………………………………………………………………………..6 Fuentes de información…………………………………………………………………………………………………………….7 Subtema 4.2 Tipos de Plásticos………..………………………………………………………………..……………………..8 Comentarios…………………………………………………………………………………………………………………………….. Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información…………………………………………………………………………………………………………… Subtema 4.3 Materias Primas…..…………………………………………………………....Comentarios………………………… ………………………………………………………………………………………………….. Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información…………………………………………………………………………………………………………… Subtema 4.4 Compuestos Termofraguantes (Fenolicas, Resinosas, Furamicas)..….. Comentarios…………………………………………………………………………………………………………………………….. Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información…………………………………………………………………………………………………………… Subtema 4.5 Celulosas, Poliestirenos, Polietilenos y Propilenos………………………. Comentarios…………………………………………………………………………………………………………………………….. Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información…………………………………………………………………………………………………………… Subtema 4.6 Materiales Cerámicos. … ……………………………………………………. 4.6.1 Estructura de los Materiales Cerámicos………..……….……. Comentarios………………………………………………………………………………………….. Conclusiones………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información………………………………………………………………………… 4.6.2 Cerámicos Tradicionales……………………………..………… Comentarios………………………………………………………………………………………….. Conclusiones………………………………………………………………………………………….. Fuentes de información…………………………………………………………………………. 4.6.3 Propiedades Generales y Aplicaciones de los Cerámicos…. Comentarios………………………………………………………………………………………….. Conclusiones………………………………………………………………………………………….. 2 Fuentes de información…………………………………………………………………………. Subtema4.1 Generalidades Pocos sectores del campo de los materiales se han desarrollado tan rápidamente en los últimos años como el de los materiales cerámicos, debido a su mayor estabilidad, tanto mecánica como química a las altas temperaturas. En la actualidad, los materiales cerámicos son productos de gran interés en el campo de la Ingeniería, siendo sus principales limitaciones en el uso las siguientes: su fragilidad, que está ligada a la limitada resistencia al choque térmico y su fabricación, en términos de formación y dimensiones. Los silicatos naturales se han venido utilizando como materia prima desde los tiempos primitivos, sin embargo, además de los silicatos mencionados, progresivamente han ido entrando a formar parte de la: materias primas cerámicas, un sin número de compuestos como óxidos puros: (MgO, Al2O3, ZrO2, etc.), carburos, boruros, nitruros, siliciuros, etc., por lo que la antigua definición de Cerámica como la ciencia relacionada con la industria de los silicatos ha perdido prácticamente su dimensión y por lo tanto se puede dividir la Cerámica en dos categorías: Cerámica Clásica (porcelana, mayólica, refractarios tradicionales, etc.) constituida fundamentalmente por silicatos y Nuevos Productos Cerámicos. Actualmente, se entiende por material cerámico cualquier material inorgánico, esencialmente no metálico, y que es generalmente frágil. Según esta definición entran dentro de los materiales cerámicos los materiales inorgánicos no metálicos obtenidos por fusión, como los vidrios, refractarios electro fundidos y ligantes hidráulicos (cementos, etc.). El parámetro que diferencia los materiales cerámicos de los metales y polímeros orgánicos es el tipo de enlace químico, es decir la estructura electrónica. Los materiales cerámicos presentan enlaces iónicos y covalentes, los polímeros orgánicos presentan enlaces covalentes y los metales presentan enlace metálico. Así como los metales presentan estructura cristalina y los polímeros orgánicos estructura amorfa, los productos cerámicos suelen estar constituidos de fase amorfa y/o cristalina. Además de la estructura atómica, es importante resaltar el interés de la micro estructura, es decir el tipo y distribución de las fases cristalinas que componen los materiales. La micro estructura influye sobre la resistencia mecánica, elasticidad, comportamiento al choque térmico y al ataque químico, resistencia eléctrica. 3 Existe un gran número de factores que influyen en las características de los productos cerámicos, entre ellos se pueden destacar la composición química y mineralógica, suestructura cristalina y amorfa, coexistencia de fases, límites de solubilidad de sustancias extrañas en el constituyente principal, crecimiento de partícula cristalina, comportamiento a la cocción, deformaciones elásticas y plásticas bajo presión mecánica, resistencia a la corrosión de diversos agentes a diferentes temperaturas, propiedades eléctricas y térmicas, en función de la composición y la estructura, etc. 4 5 . • A través del tiempo han ido adquiriendo mayores usos por los avances que se han tenido en el manejo de su estructura para determinar diferentes propiedades. CONCLUSIONES Al conocer mejor los materiales podemos descubrir nuevas aplicaciones que se les pueden dar. 6 . es por eso que necesariamente se requiere el estudio desde el origen para así lograr avances. adquirir conocimientos. • Su estructura se considera en dos niveles el físico y el químico.COMENTARIOS • El origen de la palabra es de origen griego. • Son compuestos que nos sirven para diferentes actividades. realizar investigaciones… y todo esto con el fin de mejorar la calidad de quienes usamos productos elaborados a través de este material. por ejemplo en la creación de artículos de uso cotidiano y de buena durabilidad. youtube/institutopolitecnicodevalencia//departam ento_metal_mecanica_/materiales.231234hapezw 7 .FUENTES DE INFORMACIÓN www. buenos aislantes térmicos. plástico se refiere a un estado del material. son en realidad materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico. y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos. Aceptables aislantes acústicos. Suelen ser impermeables. Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominadas polímeros. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. y es ideal para los diferentes procesos productivos ya que en este estado es cuando el material puede manipularse de las distintas formas que existen en la actualidad. y si se queman. aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas. Elastómeros. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales sintéticos capaces de entrar en un estado plástico. pero plástico no esnecesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace referencia esta palabra. resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos.2 Tipos de Plásticos. Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:       Fáciles de trabajar y moldear. Buenos aislantes eléctricos. Tienen un bajo costo de producción. 8 . algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar. Este estado se alcanza cuando el material en estado sólido se transforma en estado plástico generalmente por calentamiento. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color. poco peso. de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica. esto es cuando el material se encuentra viscoso o fluido.Subtema 4. son muy contaminantes. Poseen baja densidad. Esta disposición permite obtener plásticos de gran elasticidad que recuperan su forma y dimensiones cuando deja de actuar sobre ellos una fuerza. De hecho. Sus macromoléculas se ordenan en forma de red de malla con pocos enlaces. pero no al material en sí: los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos. PEAD (HDPE) (Polietileno de alta densidad) Sus propiedades más características son:   Se obtiene a bajas presiones. jugos. aceites comestibles. Grupo Q . entre los materiales más fabricados destacan: envases de bebidas gaseosas. Muy buenas características eléctricas y dieléctricas. ejemplo de este grupo es el caucho natural y el poliisopreno. medicamentos. articulos de farmacia. Termoplásticos Los plásticos más utilizados pertenecen a este grupo. Superficie barnizable. la cual se conserva al enfriarse PET (Tereftalato de Polietileno) Sus propiedades más características son:        Alta rigidez y dureza. Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes. Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras. Alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie. Sus macromoléculas están dispuestas libremente sin entrelazarse. Gran indeformabilidad al calor. bandejas.. Se obtiene a temperaturas bajas en presencia de un catalizador órganometálico. Entre ellas destacan:    Fabricación de piezas técnicas Fibras de poliéster Fabricación de envases Por ello. Gracias a esta disposición. El PET es un plástico técnico de gran calidad para numerosas aplicaciones. jarabes.  Grupo R: la cadena principal se compone de carbono e hidrógeno y contiene dobles enlaces. 9 .. se reblandecen con el calor adquiriendo la forma deseada.contiene grupos siloxano en la cadena principal caucho de silicona. detergentes. Puede adquirir propiedades muy distintas. champú.. tanques de agua. cajones para pescado. Es un producto termoplástico. Los materiales que más se fabricn con este plástico son: tuberías. mangueras. PEBD (LDPE) (Polietileno de baja densidad) Sus propiedades más características son:       Se obtiene a altas presiones.. bolsas de sangre. Entre los materiales más fabricados con este plástico destacan: envases de leche. Su aspecto varía según el grado y el grosor. Tiene densidad 0. Puede ser flexible o rígido. baldes.     Su dureza y rigidez son mayores que las del PEBD. aislante para heladeras. pavimentos. 10 . usos médicos como catéteres. Puede ser transparente. Es impermeable. simil cuero. desagües. Se obtiene en temperaturas altas y en presencia de oxígeno. No es tóxico. bolsas.92 Es blando y elástico El film es totalmente transparente dependiendo del grosor y del grado. aceites.94. Tiene un bajo precio. translúcido u opaco Puede ser compacto o espumado. Los materiales más febricados con este plástico son: poliestireno . envases de alimentos congelados.. Es un material muy apreciado y utilizado.. juguetes. rellenos. etc. aislante de cables eléctricos. juguetes. PVC (Polocloruro de vinilo) Sus propiedades más características son:        Es necesario añadirle aditivos para que adquiera las propiedades que permitan su utilización en las diversas aplicaciones. Su densidad es0. botellas. cables. juguetes. Los materiales fabricados más destacados de este plástico son: envases de alimentos. tuberías de agua caliente.PP (Polipropileno) Sus propiedades más características son:          Excelente comportaiento bajo tensiones y estiramientos. Noafecta al medio ambiente. Cumple la reglamentación técnico . Reducida cristalización. Buenas propiedades químicas y de impermeabilidad. Aprobado para aplicaciones con agua potable. Resistencia a la intemperie. Los materiales que se fabrican con este plástico son: envases de alimentos congelados. Resistencia mecánica. artículos de bazar y menaje. Fácil reparación de averías. PS (Poliestireno) Sus propiedadesmás características son:       Termoplástico ideal para la elaboración de cualquier tipo de pieza o envase Higiénico y económico... films para protección de alimentos. Elevada flexibilidad. juguetes.. Fácil de manipular. se puede taladrar. rellenos.sanitaria española. Fácil de serigrafiar. bolsas de uso agrícola y cereales. Otros:     (Resinas epoxídicas ) (Resinas Fenólicas) (Resinas Amídicas) (Poliuretano) 11 . se puede cortar. aislante para heladeras.. se puede perforar. tiradores de puertas. } Resinas fenólicas-Industria de la madera y la carpintería. Termoestables Sus macromoléculas se entrecruzan formando una red de malla cerrada. de ahí sus utilidades y aplicaciones en accesorios eléctricos.. resiste el calor sin ablandarse. Resinas amídicas-Elementos moldeados como enchufes. para hacer mangos de cazos y sartenes. que se puede teñir con pigmentos de color. mangos para soldadores. 12 . etc.Estos plásticos sirven para fabricar: resinas epoxídicas -adhesivos e industria plástica. rellenos de tapicería. mandos de cocina. La baquelita es un buen aislante térmico y eléctrico. etc. Ejemplos: Baquelita (resinas fenólicas). Fue el primer plástico que se fabricó artificialmente a partir de productos químicos. Es más dura que la baquelita.. Poliuretano-Espuma de colchones. Esta disposición no permite nuevos cambios de forma mediante calor o presión: solo se pueden deformar una vez. no tiene sabor ni olor y es buen aislante térmico y eléctrico. encimeras de cocinas. Se usa para la fabricación de vajillas irrompibles. MELAMINA (FORMALDEHÍDO) Es un polímero incoloro. asas de recipientes.  Los termoestables no son reciclables una vez transformados en producto. CONCLUSIONES Los plásticos son fáciles de trabajar y moldear.  Existen diferentes tipos de plásticos.  Y los elastómeros ya ha su disposición molecular tienen una gran elasticidad y recuperan su forma y sus dimensiones. posee baja densidad.COMENTARIOS  Existen tres tipos diferentes de plásticos: termoplástico. resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos. suelen ser impermeables. ya que existen muchos tipos y todos con diferentes características. cada uno de ellos se adapta a la función que debe realizar. tienen un bajo costo de producción. 13 .  Los termoplásticos se caracterizan por que es el material ideal para la fabricación de piezas o envases. Es de mucha importancia conocerlos para saber cual aplicar para cada necesidad. son buenos aislantes térmicos. termoestables y elastómeros. tiposde.com/watch?v=SAVDnSAjGls http://www.youtube.FUENTES DE INFORMACIÓN Enciclopedia Encarta www.org/cotidianos/tipos-de-plasticos/ 14 . 3 Materias Primas. y producción agrícola en general. vegetal y mineral se les llama materias primas en crudo. La abundancia de materiales de meteoroides es más elevada en términos relativos. En forma adicional. Estos han disminuido al reubicarse en las profundidades en el núcleo de la Tierra. Materias primas renovables o superabundantes. petróleo. Los elementos más raros en la corteza (mostrados en color amarillo) no son los más pesados. En el sector primario se agrupan la agricultura. sino los elementos siderófilos (afines al hierro) según la clasificación de elementos de Goldschmidt. Materias primas en crudo. el grupo vegetal. o simplemente materiales. tres se consideran renovables. cuero. la pesca y la minería. al"volver" al lugar de partida por si solos.  Las actividades relacionadas con la extracción de productos de origen animal.de esta se extrae nitrógeno. así como todas las actividades dónde se aprovechan los recursos sin modificarlos. De origen mineral: hierro. o la pirita serían una materia prima en crudo. De origen fósil: gas natural. Las materias primas minerales consideradas superabundantes. De origen líquido o gaseoso (fluidos): agua. tal como se extraen de la naturaleza. las abundancia de los 15 . la explotación forestal. hidrógeno. oxígeno. productos semiacabados o productos en proceso. la magnetita. o elaboradas. es decir. por ejemplo. Las materias primas sirven para fabricar o producir un producto. Por ejemplo. Abundancia (fracción de átomos) de los elementos químicos en la corteza continental superior de la Tierra en función del número atómico. lana. el teluro y el selenio han sido consumidos en la corteza a causa de la formación de hídridos volátiles. oro. algodón. materia prima. materia prima para producción por ejemplo dehidrógeno.De los cinco grupos de materias primas en crudo. fertilizantes aire. por lo general que sean refinadas para poder ser usadas en el proceso de elaboración de un producto. Las materias primas que ya han sido manufacturadas pero todavía no constituyen definitivamente un bien de consumo se denominan productos semielaborados. la ganadería. y el hierro refinado y el acero serían materias primas refinadas.Subtema 4. cobre. siendo necesario. De origen animal: pieles.     De origen vegetal: lino. Se conocen como materias primas a la materia extraída de la naturaleza y que se transforma para elaborar materiales que más tarde se convertirán en bienes de consumo. materia prima para producir. el animal y el líquido y gaseoso. cerrando el ciclo. y una materia prima en crudo que necesita ser previamente procesado/elaborado/refinado para poder ser usado en un proceso de fabricación. Fuentes de energía renovables. Componentes de la atmósfera. . (Los fluidos. esta es exclusivamente para las materias primas de aplicación directa a la producción (refinadas o no). el sol y la temperatura). Aglomerado por capas. Materias primas macizas. estarán incorporados al producto final. procesadas.        Materias primas vegetales (de tierra y de agua). Clasificación de materias primas estructurales. Potasio. Magnesio (MgO-3. Fuentes de energía superabundantes (que duran más de 1000 años con tasas de consumo elevadas). dióxido de carbono. Calcio. Metales Acero Acero para construcción Acero cementado Acero nitrados Acero templado 16 . energía y vectores de esta quedan excluidos de esta clasificación). Materias primas estructurales listas para su uso o "materias primas estructurales industriales" Materias primas al natural(Sin necesidad de ser refinadas. principalmente ya en las plantas.7) y ((fósforo. de agua y de aire). de tierra. válidas en crudo para ser trabajadas)               Madera Piedra natural. (titanio. y que formarán parte del producto final (formarán parte. junto con el agua. Fibras Aglomerado de partículas.1%). Arena Materias primascompuestas. Materias primas animales (bacterias. Principales componentes de la corteza terrestre. Hierro. Sodio. Silicio (SiO2-60%).2%)) (de la capa superficial. excluyendo los consumibles). Aluminio.elementos químicos en la superficie terrestre son: Oxígeno. pues es limitante para su crecimiento. TiO2-0. y agua. Componentes de los océanos. P2O5-0. esto es. Distinguiendo entre "materia prima" para un proceso de fabricación (esta clasificación).                                         Acero para muelles Acero mecanizable Aceros especiales Acero para exigencias térmicas y de corrosión Acero resistente a altas temperaturas Acero resistente al encendido Acero resistente al H2 a elevada presión Aceros resistentes a compuestos químicos Acero para herramientas Acero para trabajo en frío Acero para trabajo en caliente Aceros rápidos Hierro Fundido Fundición gris Fundición de acero Fundición maleable Fundición blanca Fundición nodular Metales no férreos Metales ligeros Aluminio y aleaciones Magnesio y aleaciones Titanio y aleaciones Metales pesados Cobre y aleaciones Níquel. Cobalto y aleaciones Molibdeno y aleaciones Zinc y cadmio y aleaciones Estaño y aleaciones Wolframio y aleaciones Metales nobles No metales Materiales inorgánicos Cerámicos Cristal Semiconductores Polímeros Termoestables Termoplásticos Elastómeros 17 . cambio del hábitat de los ríos). Agua Aire Tierra Materias primas en la construcción. biomasa (competencia con las tierras de cultivo.      Empleadas en el hormigón: agua. gas). leve peligro de terremotos. abundantes (uranio con sistemas de recuperación de combustible-aceleradores rápidos y de plutonio. agua. Empleadas en materiales cerámicos: arcilla Empleadas en Vidrios: arena de sílice Empleadas en papel: madera 18 . solar (competencia con las plantas. Energía Agotables (muy escasas (petróleo. medias (lignito-carbón de muy baja calidad. posible leve freno de mareas-giro terrestre). arena Empleadas en morteros: madera. poco transportable por ser mayor el coste energético que lo contenido en el lignito). según el caso). geotérmica (leve enfriamiento más rápido del núcleo. cal. hasta 1000 años al ritmo actual). con la generación de materia orgánica-regeneración de la tierra fértil)). cemento. mareomotriz (tanto olas como mareas. uranio). mayor absorción de energía solar-albedo). esto es. eólica (posible leve cambio patrones del clima). escasas (antracita-carbón de calidad. muy abundantes (energía de fusión)). que luego quedan excluidas de la composición de este. Renovables(hidráulica (sedimentación.Materias primas consumibles Son aquellas necesarias para el proceso de elaboración de un producto sin llegar a formar parte del producto. según el caso. No existe una solución buena para el problema. cal.COMENTARIOS Los recursos naturales parecen haber entrado.Emplear técnicas de control para la recepción de materia. con una cadencia cada vez rápida (como corresponde a un proceso exponencial) y más amplias y bruscas. También motivar y capacitar a los proveedores para que la materia prima se entregue de acuerdo a los requerimientos establecidos por la empresa. a partir de 2004. lo que provocará que el crecimiento global de la economía sea cada vez más difícil. Por lo tanto se recomiendan lo siguiente .Se debe realizar la separación de la materia prima en cada una de las etapas que se requieren para la obtención del producto terminado para lograr la calidad deseada por la empresa y satisfacer las expectativas de los clientes. . puesto que no existen recursos naturales sustiturlos que puedan hacer de “freno” a determinado nivel de precios. Se producirán fuertes oscilaciones en el crecimiento mundial. cemento. Las recuperaciones serán cada vez más pequeñas y las caídas cada vez mayores. CONCLUSIONES Las materias primas son necesarias en la mayoría de los procesos industriales actuales y sin ellas sería difícil completar la fabricación de los productos que consideramos esenciales sobre todo en rubros importante como la construcción esta es una lista de los procesos     Empleadas en morteros: madera. para que la materia prima esté de acorde a los objetivos de la empresa. agua. Empleadas en materiales cerámicos: arcilla Empleadas en Vidrios: arena de sílice Empleadas en papel: madera 19 . en una senda exponencial alcista. com.com.mpasis.FUENTES DE INFORMACIÓN es.mx 20 .org/wiki/Materia_prima www.mx/ www.wikipedia.materiasprimascuellar. 3. en teléfonos y en la industria automovilística. en el sector aerospacial y en la defensa. un termofraguante no es más recuperable. Lactorresinas 7. Se puede considerar como resina las sustancias que sufren un proceso de polimerización o secado dando lugar a productos sólidos siendo en primer lugar líquidas. Poliéster 9. Durante el estampado de un termoplástico no se verifica ninguna reacción química y el estampado no es irreversible por que las termoplásticas pueden ser llevadas al estado plástico y sucesivamente de nuevo al estado sólido sin que pierdan sensiblemente sus características. Resina epoxi 11. Resinosas. Las masas de estampado fenólico se usan para fabricar elementos de la industria eléctrica. Las desarrolló.4 Compuestos Termofraguantes (Fenolicas. 5. las resinas fenólicas. Fenólicas Las resinas fenólicas son las mas antiguas y aún hoy las mas usadas entre las resinas termofraguantes. Resinas naturales. en radio. Resina verdadera. se determina una reacción química que provoca una reestructuración de carácter irreversible de la molécula: una vez formado. El policondensado es un material termofraguante porque en la fase de elaboración. 4. Se dividen en: 1. Bálsamos 6. las melanímicas. 2. las uréicas y el poliester. Poliuretano 10. como es sabido. Gomorresinas. La diferenciación se basa sobre la estructura molecular de sus compuestos y sobre su comportamiento en presencia de calor en la fase de elaboración. Acrílicos 21 . cuando se caliente y se somete a la acción de la presión. Resinosas La resina es cualquiera de las sustancias de secreción de las plantas con aspecto y propiedades más o menos análogas a las de los productos así denominados. en televisión. Del latín resina.Son termofraguantes por ejemplo. Baekeland en el 1909 y tuvieron un gran éxito sobre todo en el periodo entre las dos guerras mundiales. Oleorresinas. además se fabrican piezas para el sector de los electrodomésticos. H. Furamicas) Las materias plásticas se dividen en dos clases fundamentales: termofraguantes y termoplásticas. Resinas sintéticas 8.Subtema 4. Las resinas termofraguantes se obtienen por policondensación. L. COMENTARIOS 22 . FUENTES DE INFORMACIÓN 23 . son procesados principalmente por inyección o moldeo soplado. Algunas de sus características más notables son. juguetes. extrusión.91 a .07). son capaces de sellar por calor y pueden producirse en muchos colores. tiene una densidad de . termoformado y satinado. estabilidad dimensional y buenas características de aislamiento. biberones. por su fuerza. compresión y extrusión. telas. Son muy tenaces y se producen en una amplia variedad de colores. Su bajo peso específico (1. mangueras para jardín. Poliestirenos. Acetato de celulosa. son a prueba de agua. Los termoplásticos. material de envoltura. Celulosas Las celulosas son termoplásticos preparados de varios tratamientos con fibras de algodón y madera.Subtema 4. Es un compuesto más estable que tiene una resistencia mecánica considerable y fácil de ser fabricado en láminas o ser moldeado por inyección. etc. revestimientos de cerdas para brochas de pinturas. Polietilenos. es fácil de obtener en colores claros a opaco. Es un compuesto para moldeos. Otros productos son: charolas para cubos de hielo. Polietilenos y Propilenos Poliestirenos. moldeo 24 . es uno de los plásticos más económicos y sus características de resistencia a la humedad favorecen para envolver y para hacer bolsas. Acetato-butirato de celulosa. charolas. en general se reconoce por su baja absorción de humedad. pudiendo flotar en el agua. Es un material adaptado especialmente para moldeo por inyección y extrusión. etc. Es utilizado para fabricar los siguientes productos: cascos para futbol. cuerpos de lámparas eléctricas. estabilidad dimensional bajo diversas condiciones atmosféricas y por su capacidad para ser extruido continuamente. Los productos de polietileno son flexibles tanto temperatura ambiente normal como a bajas temperaturas. cinturones. Estos productos se pueden fabricaren moldeo por inyección. no los afecta la mayoría de los agentes químicos. perillas. armazones para anteojos. charolas para revelado. resistentes al agua y a la mayor parte de loa gentes químicos. El polietileno es uno de los plásticos más ligeros. es similar al acetato de celulosa y ambos se producen en todos loso colores por los mismos procesos.96. cables coaxiales y partes aislantes para aplicaciones de alta frecuencia.5 Celulosas. Con este compuesto defabrican envases de exhibición. muebles. 25 . Estas resinas también son usadas como aglutinantes para arena de corazones de fundición. Polipropileno. etc. Resinas furánicas. etc. La resina termofraguante que se obtiene es de color obscuro resistente al agua y tiene excelentes cualidades eléctricas. alta resistencia al impacto y a la tensión. Puede ser procesado por todas las técnicas termoplásticas. tales como olotes. Las resinas furánicas de obtienen procesando productos agrícolas de desecho. juguetes. como aditivos endurecedores para enyesar. con buena resistencia a los productos químicos y al calor. Tiene excelentes propiedades eléctricas. también se fabrican artículos para hospital y laboratorio. películas. con ciertos ácidos. cascaras de arroz y de semillas de algodón.soplado o extruirse en láminas. redes y telas. también como agentes adhesivos en compuestos de piso y en productos de grafito. Los monofilamentos de polipropileno se usan para hacer sogas. COMENTARIOS 26 . FUENTES DE INFORMACIÓN 27 . usado en algunos helicópteros y cubiertas de tanques. ladrillos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas actúan como entallas o concentradores de esfuerzo. Desde la década de los 50′s en adelante. es un superconductor no convencional. •Óxido de zinc (ZnO). • Esteatita. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad. el uso moderno de este término incluye a todos los materiales inorgánicos no metálicos. utilizado como polvo abrasivo. Sin embargo. La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos. • Carburo de silicio (SiC). empleado en hornos microondas. superconductor de alta temperatura. en abrasivos y como material refractario. debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de 28 . reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados. los ma teriales más importantes fueron las arcillas tradicionales. Ejemplos de materiales cerámicos • Nituro de silicio (Si 3 N 4). • Carburo de boro (B4C).Subtema 4. • Diboruro de magnesio (Mg B 2). junto con el cemento y el vidrio. azulejos] y similares. porosos y frágiles. dado que tienden a ser materiales porosos. singular técnica milenaria oriental. un semiconductor. El arte tradicional de la cerámica se describe en alfarería. cuya raíz sánscrita significa quemar. utilizadas en alfarería. •Óxido de itrio. empleado como combustible en reactores nucleares .6 Materiales Cerámicos. Sin embargo. bario y cobre (Y Ba 2 Cu 3O 7 -x). utilizados en construcción. los productos cerámicos han sido duros. utilizada como un aislante eléctrico. • Ferrita (Fe 3 O 4) es utilizado en núcleos de transformadores magnéticos y en núcleos de memorias magnéticas. • Ladrillos. También puede buscarse la historia del rakú. así como ofrecer usos no tradicionales. En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas. • Óxido de uranio (UO2). Los materiales cerámicos son generalmente iónicos o vidriosos. Históricamente. Estos materiales muestran deformaciones plásticas. El estudio de la cerámica consiste enuna gran extensión de métodos para mitigar estos problemas y acentuar las potencialidades del material. estirado.forma muy lenta. prensado. Los métodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categorías -hacer cerámica en la forma deseada. El vidrio es formado por cualquiera de los siguientes métodos: soplado. 29 . Aún así. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas. y también es muy lenta. o por formación de polvos en la forma deseada. la fluidez viscosa es la principal causa de la deformación plástica. laminado. Con los materiales no cristalinos (vidriosos). y luego sinterizados para formar un cuerpo sólido. Los materiales cerámicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado. es omitido en muchas aplicaciones de materiales cerámicos. pro reacción in situ. Procesado de materiales cerámicos Las cerámicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones. Algunos métodos usados son un híbrido de los dos métodos mencionados. colado o flotado. Tienenelevada resistencia a la compresión y son capaces de operar en temperaturas altas. COMENTARIOS 30 . FUENTES DE INFORMACIÓN 31 .  Cerámicos no cristalinos Se obtienen también a partir de sílice pero.Subtema 4. aunque frágiles y quebradizos. Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altas temperaturas. lo que impide el proceso de cristalización. el nitruro de silicio y el carburo de tungsteno. 32 . Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. en este caso. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. el proceso de enfriamiento es rápido. superiores a la de reblandecimiento de la mayoría de los vidrios refractarios. Entre los metales cerámicos puros destacan el óxido de aluminio. el vidrio. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo. Son fuertes y duros. su estructura reticulartiene menos electrones libres que la de los metales. Tanto el proceso de fusión como el de solidificación posterior son lentos. los refractarios y los abrasivos. la rigidez y un elevado punto de fusión.6. por lo que resultan menos elásticos y tenaces que éstos.  Cerámicos cristalinos Se obtienen a partir de sílice fundida. Estos materiales presentan una estructura atómica formada por enlaces híbridos iónico-covalentes que posibilitan una gran estabilidad de sus electrones y les confieren propiedades específicas como la dureza. Sin embargo. Según su microestructura. ya que los átomos no se ordenan de ningún modo preestablecidos. cerámicos no cristalinos o vidrios y vitro cerámicos. El sólido es amorfo. Materiales cerámicos.1 Estructura de los Materiales Cerámicos. podemos clasificarlos en: cerámicos cristalinos. lo que permite a los átomos ordenarse en cristales regulares. la porcelana.  Vitro cerámicos Se fabrican a partir de silicatos de aluminio. Para mejorar sus propiedades. Su densidad varía según el tipo de cerámica y el grado de compacidad que presenten. Su fragilidad es muy baja y las fracturas se propagan de manera irreversible. de fibras cerámicas inmersas en el material cerámico. compuestos principalmente de óxido de aluminio. pero la mayor complejidad de sus moléculas determina la aparición de microcristales que les confieren mayor resistencia mecánica y muy baja dilatación térmica. se trata de materiales relativamente frágiles. resistencia a la rotura. litio y magnesio con un proceso de enfriamiento también rápido. Propiedades y aplicaciones Los materiales cerámicos se caracterizan por las siguientes propiedades: • Son muy duros y presentan una gran resistencia mecánica al rozamiento. el cromo y el hierro. • Poseen una amplia gama de cualidades eléctricas. • Son capaces de soportar altas temperaturas. abreviatura de la expresión inglesa ceramicmetals. por tanto. con lo que se consigue que el material posea elasticidad y tenacidad. Estos compuestos constan de una matriz de fibra de vidrio. al desgaste y a la cizalladura. • Tienen gran estabilidad química y son resistentes a la corrosión. se han desarrollado materiales híbridos o compositores. Los materiales cerámicos son materiales ligeros. dióxido de silicio y metales como el cobalto. A diferencia de éstos. ya que los enlaces iónico-covalentes. El sintetizado consiste en compactar los polvos metálicos cuando presentan 33 . Son muchomás duros que los metales. Para obtenerlos. incluso. y. de un polímero plástico o. se emplean dos técnicas: el sintetizado y el fritado. Químicamente son similares a los vidrios convencionales. Los materiales cerámicos también se utilizan en la fabricación de otros materiales híbridos denominados cermet. dificultad para ser aleados. Otros materiales. que se manifiesta en su resistencia a la degradación ambiental y a los agentes químicos. Su bajo coeficiente de dilatación los hace particularmente resistentes a los choques térmicos. y su gran estabilidad a lo largo del tiempo. en esta circunstancia. El fritado consiste en someter el polvo metálico junto al material cerámico a una compresión dentro de un horno eléctrico para obtener una aleación. bajo coeficiente de dilatación y baja conductividad térmica. 34 . Las aplicaciones de los diferentes tipos de materiales dependen de su estructura y de los agentes químicos a que vayan ser sometidos. Su baja conductividad térmicapermite su empleo como aislantes. Resistencia a los agentes químicos La estructura atómica de los materiales cerámicos es la responsable de su gran estabilidad química. Resistencia a la temperatura Esta propiedad se fundamenta en tres características de los materiales cerámicos: elevado punto de fusión. Su elevado punto de fusión supera el de todos los metales. experimentan cambios de volumen que determinan la aparición de gritas y su posterior rotura. si exceptuamos el volframio. La alúmina de elevada pureza se emplea en prótesis o implantes óseos o dentales por su resistencia al desgaste y a la corrosión. COMENTARIOS 35 . FUENTES DE INFORMACIÓN 36 . y capa [Al2(OH)4]2+.Subtema 4.. Na2O... CaO.. alfareria tejas -Arcillas de gres (ricas en alcalinos) -Arcillas micaceas (» 10 % de micas) Arcilla La más empleado es la caolinita o arcillas de bola Silicato laminar 1:1 Capa [Si2O5]2. MgO. Se distinguen dos tipos: Arcillas primarias (“Arcillas chinas”) Fundamentalmente Caolinita (Fabric.6. Si2Al2O5(OH)4 ó Al2O3-2SiO2-2H2O Generalmente llevan montmorillonitas y esmectitas(silicatos laminares 2:1 de composición variable) Diagrama de fases de Pastas Triaxiales 37 . Porcelanas) Arcillas secundarias (o sedimentarias) Fundamentalmente Montmorillonita Forman coloides fácilmente Clasificación: -Arcillas grasas o de bola (ricas en caolin) -Arcillas silícicas (hasta 60% SiO2) -Arcillas rojas (hasta 10% Fe. Cerámicas muy complejas y ampliamente utilizadas •Productos de alfarería •Ladrillos y tejas •Azulejos •Porcelana •Aislantes •Refractarios Componentes habituales: -Arcilla (cuerpo principal de cerámica: caolinita.. Fe2O3.) -Sílice (desengrasantes) -Feldespatos (fundentes) Pasta triaxial + calor mezcla de fases cristalinas y amorfas •Arcilla Aluminosilicatos hidratados + pequeñas cantidades de otros óxidos: TiO2. K2O. montmorillonita.2 Cerámicos Tradicionales.. COMENTARIOS 38 . FUENTES DE INFORMACIÓN 39 . Por ejemplo la conductividad eléctrica de los cerámicos se puede modificar de mala a buena. a la presencia de diferentes tipos y niveles de impurezas y debido a métodos diferentes de manufactura. Un ejemplo es la porcelana. 40 . se utilizan varios tipos de cerámicos en las industrias eléctrica y electrónica.3 Propiedades Generales y Aplicaciones de los Cerámicos En comparación con los metales.6. los cerámicos tienen las siguientes características relativas: fragilidad. que es una cerámica blanca compuesta de caolín. cuarzo y feldespato. las cerámicas pueden tener una amplia gama de propiedades. densidad. módulo de elasticidad elevado y tenacidad. una resistencia dieléctrica alta y propiedades magnéticas adecuadas para aplicaciones tales como imanes para bocinas. su mayor uso se encuentra en aparatos domésticos y sanitarios. alta resistencia mecánica y dureza a temperaturas elevadas. dilatación térmica y conductividad térmica y eléctrica bajas. debido a que tienen una resistividad eléctrica elevada. en vista de sus sensibilidad a los defectos y fallas. sin embargo.Subtema 4. así como a las grietas superficiales e internas. en vista de la amplia diversidad de composiciones de material cerámico y de tamaños de grano. Aplicaciones de los cerámicos Los cerámicos tienen numerosas aplicaciones en productos de consumo e industriales. las propiedades mecánicas y físicas de os cerámicos varían significativamente. COMENTARIOS 41 . FUENTES DE INFORMACIÓN 42 .