Propiedades mecanicas de los ceramicos

Propiedades mecanicas de los ceramicosIntegrantes:Ramirez Campos Gerardo Sauceda Gaona Luis Miguel Padrino4.1.- Introduccin. El comportamiento de estos materiales a temperaturaambientees prcticamente elstico y lineal hasta su rotura, presentando una gran rigidez con un mdulo deelasticidadalto , que llega a duplicar en algunos casos al del acero. Sin embargo, a medida que la temperatura aumenta pueden aparecer deformaciones plsticas considerables, y el mdulo de elasticidad presenta una cierta dependencia con la temperatura. En los materiales cermicos el mdulo de elasticidad no depende significativamente de lavelocidadde deformacin. La relacin entre la deformacin transversal y longitudinal, dada por el coeficiente de Poisson es baja, sobre todo en los carburos y menor an en los boruros.

El comportamiento mecnico o las propiedades mecnicas de un material reflejan la relacin entre la fuerza aplicada y la respuesta del material (o sea, su deformacin).

La respuesta de los materiales a las fuerzas aplicadas depende de: 1.- Tipo de enlace. 2.- Disposicin estructural de los tomos o molculas. 3.-Tipo y nmero de imperfecciones, que estn siempre presentes en los slidos, excepto en raras circunstancias.

Existen tres grupos principales de acuerdo con el mecanismo que ocurre durante su deformacin bajo las fuerzas aplicadas (I).- MATERIALES ELASTICOS (Por ejemplo, los cristales inicos y covalentes). (II).- MATERIALES ELASTOPLASTICOS (Por ejemplo, los metales estructurales). (III).- MATERIALES VISCOELASTICOS (Por ejemplo, los plsticos, los vidrios).

Los materiales cermicos son generalmente frgiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensin y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Losporosy otras imperfecciones microscpicas actan como entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a los esfuerzos mencionados.

El mdulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del orden de 311 GPa en el caso delCarburo de Titanio(TiC). El valor del mdulo de elasticidad depende de la temperatura, disminuyendo de forma no lineal al aumentar sta.Estos materiales muestran deformaciones plsticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformacin ocurre de forma muy lenta. Con los materiales nocristalinos(vidriosos), la fluidez viscosa es la principal causa de la deformacin plstica, y tambin es muy lenta. Aun as, es omitido en muchas aplicaciones de materiales cermicos.Tienen elevada resistencia a lacompresinsi la comparamos con los metales incluso a temperaturas altas (hasta 1.500C). Bajo cargas de compresin las grietas incipientes tienden a cerrarse, mientras que bajo cargas detraccinocizalladuralas grietas tienden a separarse, dando lugar a la fractura.

Los valores detenacidad de fracturaen los materiales cermicos son muy bajos (apenas sobrepasan el valor de 1 MPa.m1/2), valores que pueden ser aumentados considerablemente mediante mtodos como el reforzamiento mediante fibras o la transformacin de fase encirconia.El comportamiento elstico tensin-deformacin. De los materiales cermicos es similar al de los metales.Existe una relacin lineal entre la tensin y la deformacin

La gama del modulo de elasticidad en los materiales cermicos esta comprendido entre 7x104 y 50X104 MPa.

Comportamiento tensin-deformacin del Oxido de aluminio y el vidrio.Mecanismos de deformacin plsticaA temperatura ambiente la mayora de los materiales cermicos experimentan fractura antes del comienzo de la deformacin plstica.

La deformacin plstica es la propiedad deformarsepermanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido atensionespor encima de su rangoelstico, es decir, por encima de sulmite elstico.La deformacin plstica es diferente para cermicas cristalinas y para las cermicas no cristalinas(vidriosos).

La deformacin Plstica tiene lugar por el movimiento de dislocaciones, tal como ocurre en los metales.

Existen pocos sistemas de deslizamiento a lo largo de los cuales las dislocaciones pueden moverse.

Lasdislocaciones son defectos de la red cristalina que afectan a una fila de puntos de lared de Bravais.

Larede de Bravaisson una disposicin infinita de puntos

En las cermicos no cristalinas no ocurre por movimiento de dislocaciones por que no hay estructura atmica regular.

Estos materiales mas bien se deforman por flujo viscoso como los lquidos.

La velocidad de deformacin es proporcional a la tensin aplicada.Una propiedad importante es el mantenimiento de las propiedades mecnicas a altas temperaturas. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.

Lasresistenciasa compresin y traccin uniaxiales son las propiedades que normalmente se utilizan para caracterizar la resistenciamecnicadel material. Los materiales cermicos tienen, en general, una elevada resistencia a compresin uniaxial por lo que se utilizan principalmente bajo cargas de compresin.

Este comportamiento es consecuencia de la dificultad demovimientode las dislocaciones por lasestructurascermicas, incluso a elevadas temperaturas . La Tabla recoge el valor de la resistencia a compresin de algunos de los materiales cermicos ms conocidos.

La tabla 1.5 muestra alguna de las propiedades de materiales cermicos de uso comn donde se puede apreciar el alto punto defusincaracterstica que le permite aplicaciones en lugares sometidos a altas temperaturas donde materiales tradicionales no resistiran.

Conclusiones En concluison los materiales ceramicos son una exelente opcion para los trabajos uqe requieran mayor dureza pero a su vez su manejo debe de ser muy cuidadosa ya que su composicion porosa la hace tambien un material muy fragil