Esquema y enlaces, guión de clase

TEMA 7 CMC. Los materiales y sus aplicaciones.
1. Metales (M)
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Tienden a formar cationes y nube electrones
Dúctiles y maleables
Buenos conductores calor y electricidad
Sufren corrosión
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• Aleaciones (M+M ó m)
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Mejores propiedades mecánicas que M puro: Resistentes estructuras
Pero baja el Pto fusión
Buenos conductores calor y electricidad
Dúctiles y maleables
video
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Férricas: Fe-C. Pesadas, poco conductoras, degradables por corrosión
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Hierro
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• Menos de 0,03 de C
• Se emplea poco por: poca resistencia mecánica y Fácil corrosión. video
Acero
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Fe-C (0,03-1.75%)
Forja
Tratamiento térmico para mejorar prop mecánicas
a) Acero al carbono
b) Acero aleado, con otros metales para mejorar propiedades
video
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Inoxidables
Con cromo (o Ni, Mb)
Muy resistente a la corrosión
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Fundiciones. Fe-C(grafito)-Si
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Latón
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No Forja
Alta tª fusión moldeables
video
No férricas: Sin Fe o muy poco
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Cu; Blando, resiste corrosión, buen conductor. video
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Latón: Cu-Zn
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Bronce: Cu-Zn-Sn-Al-Si-Ni; Mejor resist mecánica y contra corrosión. video
Aleaciones de Ni, Co y superaleaciones. Resisten altas T y corrosión
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Aleaciones de baja densidad  poco peso pero resistentes
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Aluminio. video
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Titanio. Biocompatibles. implantes
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Mg. Las más ligeras, aunque se degradan en ambientes salinos.
2. Polímeros:
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Naturales: Cauchos y adhesivos
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Plásticos  monómeros del petróleo (hidrocarburos). (video y métodos )
Sintéticos, gran resistencia mecánica, ligeros, muy flexibles, aislantes eléctricos.
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Polímeros termoplásticos. Comportamiento plástico al ser calentados
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-polietileno. Video fabricación botellas plástico
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-poliestireno
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-metacrilato
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-PVC
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Policloruro de vinilo o PVC (del inglés polyvinyl chloride)
Comienza a reblandecer alrededor de los 80 °C y se descompone sobre 140 °C.
Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama.
En la industria existen dos tipos:
-Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran
medida al
hierro (que se oxida más fácilmente).
-Flexible: cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos
tensados...
El PVC se caracteriza por ser dúctil y tenaz; presenta estabilidad dimensional y resistencia
ambiental. Además, es reciclable por varios métodos.
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-Teflón
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La virtud principal de este material es que es prácticamente inerte, no reacciona con otras
sustancias químicas excepto en situaciones muy especiales. Esto se debe básicamente a la
protección de los átomos de flúor sobre la cadena carbonada. Esta carencia de reactividad
hace que su toxicidad sea prácticamente nula, y es, de hecho, el material con el coeficiente
de rozamiento más bajo conocido. Otra cualidad característica es su impermeabilidad,
manteniendo además sus cualidades en ambientes húmedos.
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Es también un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, no se altera por la acción de la
luz y es capaz de soportar temperaturas desde -270°C (3 K) hasta 300 °C (573 K). Su cualidad
más conocida es la antiadherencia.
-nylon o poliamida
Polímeros termoestables. Más resistentes y frágiles.
Son aquellos que una vez moldeados y endurecidos permanecen inalterables cuando se les somete de
nuevo a calor o a presión. Se descomponen al calentarse: resinas de los adhesivos, siliconas, poliuretano
(fibras pelotas golf)
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Elastómeros. Elasticidad. Siliconas
3. Materiales Cerámicos. M+m iónico o covalente . Todos los materiales inorgánicos no
metálicos que se forman por acción del calor.
Duros, frágiles
Poca tenacidad y ductilidad
Buenos aislantes eléctricos y térmicos
Altas T fusión, buena estabilidad quím
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Vidrios. Sílice+sosa y cal. El vidrio es un material inorgánico, duro, frágil, transparente y
amorfo que se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos.
El vidrio se obtiene por fusión a unos 1.500 °C de arena de sílice (SiO2), carbonato de
sodio (Na2CO3) ycaliza (CaCO3).
video
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Vitrocerámicas
Vidrios cristalinos
Bajo coef dilatación, resisten bien altas T
Las cocinas vitrocerámicas, son sistemas de cocción en los que hay
un vidrio
entre la fuente de calor y
el recipiente que se quiere calentar.
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Abrasivos
Muy duros
Para desgastar o cortar
Diamante, alúmina (óxido de aluminio), la arena, el carburo de silicio.
Los abrasivos, que pueden ser naturales o artificiales, se clasifican en función de su
mayor o menor dureza. Para ello se valoran según diversas escalas, la más utilizada de
las cuales es la escala de Mohs,
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Cementos. Silicato de calcio + agua  pasta se endurece tª amb . video
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Hormigón: + arena / gravilla. video
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Arcillas
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Porcelanas
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Refractarios
Resisten alteración química y elevadas temperaturas
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Cerámicas avanzadas
Carburos, nitruros, boruros y óxidos
Resistencia al desgaste y T elevadas
(motores)
4. Materiales compuestos: Dos o más sustancias insolubles entre si
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Matriz aglutinante + Refuerzo de fibras o partículas
Matriz aglutinante
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Metálicas (Al, Cu, Ti) aeroesp
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Cerámicas: de C con fibras de grafito  mejora tenacidad de cerámicas
manteniendo sus propiedades
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Polímeros. De poliester con fibra de carbono. Flexibilidad y resistencia. Cascos de
barcos
Refuerzo
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Partículas: más duras que matriz  mejores prop mecánicas del compuesto (cermets)
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Fibras: resistente y frágil aumentan la resistencia manteniendo baja la densidad
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Estructural:
-sadwich: láminas externas protegen núcleo interior de baja resistencia en
celdas. Fuselaje, paredes
-laminares: láminas apiladas con refuerzo en diferentes posiciones
(contrachapado madera)
5. Nuevos materiales:
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Nuevos materiales
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Nuevas cerámicas, con las mismas propiedades (T fusión alta, resistencia térmica y química,
rigidez) pero con menor fragilidad y coeficiente de dilatación térmico más alto.
Herramientas, implantes
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Plásticos conductores, para fabricar láminas planas luminosas (TV plana, carteles…)
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Materiales fotónicos, que pueden transmitir luz a gran velocidad. Fibra óptica y
ordenadores más veloces.
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Materiales superconductores
Los metales presentan cierta resistencia a la conducción dela electricidad al aumentar la T
(efecto Joule). Los superconductores no ofrecen ninguna resistencia. Se observa a -273ºC
(cero absoluto). Trenes de alta velocidad levitados, alta velocidad en circuitos eléctricos..
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Biomateriales, biocompatibles
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nanotecnología