Cerámicos, grafitos, diamantes y materiales compuestos Integrantes: Gubychaa Torres Cruz Miriam Duarte Hurtado Tohil Delgado Torres Luis González Monteverde Adrián Aello Gutiérrez

Cerámicos Son compuestos inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos esencialmente no metálicos, policristalinos y frágiles Los cerámicos están compuestos por al menos 2 elementos, por lo tanto su estructura es mas compleja que la de los metales.

Propiedades Mecánicas: Los materiales cerámicos deberían ser mas resistentes que los materiales metálicos pero su fina estructura de sus enlaces evitan que hayan deslizamientos, mecanismo base para un deformación clásica. Los materiales cerámicos al igual que los metales, tienen las mismas imperfecciones cristalinas todo eso tiende a concentrar esfuerzos y el material metálico falla por fractura.

Físicas: - Pesan menos que los metales, pero más que los polímeros. - Baja conductividad eléctrica. - Baja conductividad térmica. - Baja expansión y fallas térmicas.  

Estructura   Se caracterizan por tener enlace covalente y iónico, más fuerte que el enlace metálico y son la causa de su dureza y tenacidad, la forma de sujeción de los electrones en las moléculas de estos elementos hacen que sean conductores pobres. Los fuertes enlaces dotan a estos materiales de altas temperaturas de fusión. Tienen estructura cristalina mas compleja que la de los materiales metálicos.

Aplicaciones Son materiales ampliamente usados en la industria: incluye el concreto, pues sus componentes son cerámicas. Se desempeñan ampliamente en tecnologías relacionadas con la electrónica, magnetismo, óptica y energía refractaria. Cuerpo Humano Objetos de vidrio y esmaltes Objetos metálicos Blindajes Medicina

Grafitos El grafito es un mineral de carbono puro cristalizado; es de color negro o gris oscuro, graso al tacto y buen conductor del calor y de la electricidad. Se usa en la fabricación de electrodos, minas de lápices y productos lubricantes.

Propiedades Es de color negro con brillo metálico, refractario y se exfolia con facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja y que aumenta con la temperatura, comportándose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conductividad es mayor y aumenta proporcionalmente a la temperatura, comportándose como un conductor semimetálico.

Estructura En el grafito los átomos de carbono presentan hibridación sp2, esto significa que forma tres enlaces covalentes en el mismo plano a un ángulo de 120º .El enlace covalente entre los átomos de una capa es extremadamente fuerte.

Aplicaciones Se utiliza para hacer la mina de los lápices. El grafito se emplea en ladrillos, crisoles, etc. Al deslizarse las capas fácilmente en el grafito, resulta ser un buen lubricante sólido. Se utiliza en la fabricación de diversas piezas en ingeniería. Este material es conductor de la electricidad y se usa para fabricar electrodos. Se emplea en reactores nucleares. El grafito mezclado con una pasta sirve para fabricar lápices. Es usado para crear discos de grafito parecidos a los de discos vinilo salvo por su mayor resistencia a movimientos bruscos de las agujas lectoras.

Diamante Es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada «red de diamante». El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. Su dureza se debe a sus enlaces carbono-carbono, químicamente muy estables, y a su disposición en la estructura: forma una pirámide perfecta.

Estructura El diamante es una de las dos estructuras cristalinas del carbono. Cada átomo de carbono tienen un enlace covalente con cuatro otros, para formar estructuras tetraédricas como celda unitaria. Para poder formar esta estructura característica, es evidente que los enlaces covalentes son direccionales y por lo tanto, no podemos considerar a los iones como esferas empaquetadas de la manera mas compacta posible.

Propiedades Dureza Conductividad eléctrica Tenacidad Densidad Fragilidad Refracción Poder de reflexión Dispersión Fluorescencia Transparencia a los rayos X

Aplicaciones Herramientas de corte y componentes resistentes al desgaste Disipadores térmicos Dispositivos semiconductores Componentes ópticos Aplicaciones de altas prestaciones Gemas sintéticas

¿Qué es un material compuesto? Material compuesto: sustancia obtenida por la combinación de dos o más materiales diferentes, puede presentar propiedades mecánicas y físicas especiales, ya que combina las mejores propiedades de sus componentes y suprime sus defectos; dando lugar a un nuevo material con nuevas características que no son ninguna de las anteriores

Estructura Matriz : La matriz actúa como un revestimiento de protección de las fibras, protegiéndolas frente a golpes, también aporta propiedades vitales al material compuesto mejorando su rendimiento. Refuerzo (fibra) : Aportan la resistencia a tracción requerida frente a un esfuerzo de tracción, rigidez, resistencia y conductividad o aislamiento eléctrico, dependiendo del tipo de fibra.

M.C.Matriz polimérica Características: Buenas propiedades mecánicas. Resistentes a la corrosión y a agentes químicos. Muy fáciles de moldear Grupos matrices: Resinas poliéster, epoxi y fenolicas Materiales de refuerzo: Fibras de vidrio, de carbono y aramidicas

M.C.Matriz metálica Desarrolladas principalmente para la industria aeroespacial y automoción. Características: Alta resistencia Bajo peso.

M.C.Matriz cerámica Características: Son mas recientes y mejoran las capacidades mecánicas como la resistencia y la tenacidad de los materiales cerámicos tradicionales. Se clasifican igual que los de matriz metálica. Principales refuerzos: carburo de silicio, oxido de aluminio

La fibra de carbono Características: Elevada resistencia mecánica. Baja densidad. Resistencia a agentes externos. Gran capacidad de aislamiento térmico. Aplicaciones: Se desarrolló inicialmente para la industria espacial, pero ahora, también esta en la industria del transporte, aeronáutica automovilistica…etc

La fibra de carbono Ventajas: -Gran ligereza. -Módulo de elasticidad muy elevado. -Duradero. Desventajas: -Elevado precio. -Fabricación costosa.

Sistemas de conformación -Compresión -Extrusión -Inyección -Calandrado -Pultrusión

Moldeo por compresión -Mediante este método de moldeo se obtiene un material económico y durable que generalmente se usa en techos, pisos y perfiles en diseño de jardines, piezas automovilísticas.

Moldeo por extrusión -Objetos resultantes: -tubos -Tubos -capacidades huecas -piezas de automóvil -mobiliario -construcción

Moldeo por inyección -Objetos resultantes: Carcasas de maquinas, engranajes, tapones, recipientes.

Calandrado - Este proceso es el mas utilizado para la fabricación de paneles, chapas, tablas, etc.

Pultrusión -Técnica desarrollada para fabricar componentes de forma alargada y sección constante (barras, tubos, vigas…) Se consiguen perfiles de longitud ilimitadas y muchísimas formas. También se caracteriza por un buen terminado superficial.

Aplicaciones Los materiales compuestos podemos encontrarlos sin ningún problema en nuestra vida cotidiana: -Construcción: -automoción y aeronáutica: -En casa: