PROPIEDADES TERMICAS POR "PROPIEDAD O CARACTERÍSTICA TÉRMICA" SE ENTIENDE LA RESPUESTA DE UN MATERIAL AL SER CALENTADO A MEDIDA QUE UN SÓLIDO ABSORBE ENERGÍA.

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1 PROPIEDADES TERMICAS POR "PROPIEDAD O CARACTERÍSTICA TÉRMICA" SE ENTIENDE LA RESPUESTA DE UN MATERIAL AL SER CALENTADO A MEDIDA QUE UN SÓLIDO ABSORBE ENERGÍA EN FORMA DE CALOR, SU TEMPERATURA Y SUS DIMENSIONES AUMENTAN. LA ENERGÍA PUEDE TRANSPORTARSE DE LAS REGIONES CALIENTES A LAS REGIONES MÁS FRÍAS DE LA MUESTRA SI EXISTE UN GRADIENTE DE TEMPERATURA Y, FINALMENTE LA MUESTRA PUEDE FUNDIRSE LA CAPACIDAD CALORÍFICA, LA DILATACIÓN TÉRMICA, LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Y LA REFRACTARIEDAD (RESISTENCIA PIROSCÓPICA) SON PROPIEDADES MUY IMPORTANTES EN LA UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE LOS MATERIALES Y, EN PARTICULAR, DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS.

2 PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO

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9 PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA LOS FENÓMENOS QUE DAN LUGAR A LA VARIACIÓN DE DIMENSIONES CON LA VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA SON: 1.- DILATACIÓN TÉRMICA REVERSIBLE (COEFICIENTE  ), QUE ES UNA CARÁCTERÍSTICA INTRÍNSECA DEL MATERIAL RELACIONADA CON LA ENERGÍA DEL ENLACE QUÍMICO 2.- CAMBIOS POLIMÓRFICOS, CORRESPONDIENTES A TRANSFORMACIONES DE FASE CON VARIACIÓN DE VOLUMEN (  V ). PUEDEN SER REVERSIBLES O IRREVERSIBLES 3.- SINTERIZACIÓN, DURANTE LA CUAL SE PUEDEN PRODUCIR REORDENACIONES, CRECIMIENTO DE GRANOS, NUCLEACIÓN DE POROS Y DENSIFICACIÓN 4.- REACCIONES INVARIANTES, TALES COMO CRISTALIZACIONES, DISOLUCIONES Y EXOLUCIONES Y FUSIONES.

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15 EN LA FIGURA SE INDICAN LAS DILATACIONES LINEALES REVERSIBLES DE ALGUNOS MATERIALES REFRACTARIOS. 1 magnesia 2 cromo magnesia 3 cromita 4 sílice 5 óxido de circonio 6 corindón 99 7 corindón 90 8 chamota 9 silimanita 10 circonio 11 carburo de silicio

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17 PROPIEDADES TERMICAS /DILATACION TERMICA

18 RESULTANDO FINALMENTE:

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20 LA UTILIDAD DE LA INFORMACIÓN SUMINISTRADA POR LOS ESTUDIOS DILATOMÉTRICOS ES IMPORTANTE 1.- EN LA FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS. - CURVAS DE SECADO Y COCCIÓN. - SINTERIZACIÓN 2.- EN LA UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS. -PREVISIÓN DE CAMBIOS DIMENSIONALES Y FORMAS -DISEÑO DE ESTRUCTURAS O MAMPOSTERÍAS REFRACTARIAS -TENSIONES TERMOMECÁNICAS EN EL INTERIOR DE PIEZAS DE MATERIALES COMPUESTOS (POLIFÁSICOS) - RESPUESTAS A LOS CHOQUES TÉRMICOS ASOCIADAS A EXPANSIONES Y CONTRACCIONES. - COMPORTAMIENTO ANTE LOS CICLOS TÉRMICOS -RESISTENCIA AL DESCONCHADO (SPALLING) -TENSIONES ENTRE ELEMENTOS DEL REVESTIMIENTO REFRACTARIO - CALCULO DE JUNTAS DE DILATACIÓN ADECUADAS, PARA QUE NO QUEDEN ABIERTAS LO QUE DARIA LUGAR A UN AFLOJAMIENTO DE LA MAMPOSTERÍA Y SE PRODUCIRIAN FUGAS O PARA QUE NO SE APRIETEN PRODUCIENDO CARGAS DE PRESIÓN QUE PUEDEN CAUSAR ROTURAS.

21 PROPIEDADES TERMICAS / CALOR ESPECIFICO

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32 PROPIEDADES TERMICAS /CONDUCTIVIDAD TERMICA LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ES UNA PROPIEDAD MUY IMPORTANTE A LA HORA DE ELEGIR EL MATERIAL MÁS ADECUADO DESDE EL PUNTO DE VISTA DE AISLAMIENTO TÉRMICO. EN GENERAL, EN LOS MATERIALES REFRACTARIOS, Y ESPECIALMENTE EN LOS AISLANTES, SE REQUIERE UNA BAJA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA AL OBJETO DE MINIMIZAR LAS PÉRDIDAS DE CALOR POR LAS PAREDES DE LOS HORNOS INDUSTRIALES, ETC

33 LA TRANSMISIÓN DE CALOR A TRAVÉS DE UN MATERIAL REFRACTARIO ES UN FENÓMENO DE TRANSPORTE COMPLEJO, DEBIDO A QUE AL SER UN SÓLIDO POROSO INTERVIENEN EN ÉL, EN MAYOR O MENOR GRADO, LOS TRES MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE CALOR: ‑ CONVECCION (EN EL GAS) ‑ RADIACION (EN EL GAS) ‑ CONDUCCION (EN EL SÓLIDO Y EN EL GAS ENCERRADO EN LOS POROS)

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56 Modelos de distribución de dos fases o componentes en un material compuesto. (a).- Láminas paralelas que pueden estar orientadas paralela o perpendicularmente a la dirección del flujo de calor. (b).- Fase matriz continua, con una dispersión de partículas discontinua (c).- Grandes granos aislados separados por fase continua minoritaria.

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63 Se deduce que el efecto de la radiación sobre la conductividad en los poros es proporcional a su diámetro y al cubo de la temperatura absoluta. Así, los poros de mayor tamaño contribuyen a aumentar la conductividad térmica a altas temperaturas, mientras que los poros de pequeño tamaño son una buena barrera al flujo de calor.

64 En la figura se da conductividad térmica efectiva de una circona, con un 20 % de porosidad, en función de la temperatura y del tamaño de los poros y de la emisividad o emitancia

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