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2. Materiales2.6 Propiedades de Cerámicas y Composits

Comprender las propiedades física de materiales como cerámicas y composits.

Objetivos:

Dr. Willy H. GerberInstituto de Física

Universidad AustralValdivia, Chile

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Cambios de modulo elasticidad

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Caso falta de material

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Cambios de modulo elasticidad

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Caso material adicional distinto

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Problema de creación de material

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Proporción para consumo total

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Problema de creación de material

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Caso sobre oferta de liquido

Total

Usado

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Cambios de modulo elasticidad

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Según la calidad de la homogenización se obtendrán zonas de liquido que no reacciono de radio entre

Con un numero de poros igual a

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Problema de creación de material

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Caso sub oferta de liquido

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Cambios de modulo elasticidad

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Según la calidad de la homogenización se obtendrán zonas de solido que no reacciono de radio entre

Con un numero de “grumos” igual a

(granos no reaccionados)

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Reactividad

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Mientras mas superficie mas rápido reaccionara

Superficie un granoVolumen de un grano

Radio de un granoMasa de la muestraNumero total de granosDensidad del material

Numero de granos Superficie total

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Reactividad

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Velocidad de reacción [m/s]

Volumen reaccionado [m3]Tiempo transcurrido [s]

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Problema con la temperatura

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Si el proceso es muy rápido, el calor no puede ser disipado y se calienta el agua.Al calentarse el agua surge evaporación (perdida de agua) e incluso formación local de presión (daño).

Aumento de temperatura:

Calor o energía absorbida [J]Masa [kg]Calor especifico [J/kgK]Aumento de la temperatura [C o K]

Calor generado por masa reaccionada [J/kg]Masa reaccionada [kg]

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Presión del vapor (en Pa)Volumen [m3]Numero de moles por m3 [mol/m3]Entalpia de evaporización (agua 40.65 kJ/mol) – energía para desprenderseConstante del gas (8.314 J mol-1K-1)Temperatura en grados Kelvin (273.15° + grados Celsius)Presión de referencia (3.65x10+10 Pa) Nota: 1 mol = 6.02 x 10+23 partículas

(1Torr = 133.3224 Pa)

Problema con la temperatura

Para calcular el agua que se pierde se debe calcular la presión de vapor de agua generado y con ello los moles “perdidos”.

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Rol de espacios o incrustaciones

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Quiebres se detienen ante obstáculos:

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Rol de espacios o incrustaciones

Desvío de quiebre

Debondig

Puente elástico

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Rol de espacios o incrustaciones

Esf

uerz

o [M

Pa]

Deformación

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Rol de espacios o incrustaciones

Esf

uerz

o [M

Pa]

Deformación

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Mecanismo de quiebre

Quiebre

Punta con radio

Factor de intensidad

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Mecanismo de quiebre

Quiebre

Esfuerzo en la punta del quiebre:

Fuerza que lleva al quiebre:

Criterio de quiebre:

Modulo de elasticidad [Pa]Esfuerzo de quiebre [Pa]Largo del quiebre [l]

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Mecanismo de quiebre

Radio pequeño – fácil ruptura

Radio grande – difícil ruptura

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Contacto

Dr. Willy H. [email protected]

Instituto de FísicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaCasilla 567, Valdivia, Chile

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