A.T.C.2do parcial.

5/26/2018 A.T.C.2do parcial.

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INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE IRAPUATO.

Avances tecnolgicos de los Materiales Cermicos.

SEGUNDO PARCIAL

9no semestre.

INGENIERA EN MATERIALES.

David Antonio Mosqueda Vargas.

Lunes - 19/10/2012.

INTRODUCCIN:


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La cermica es una de las primeras formas de expresin de la actividad creativa

del hombre, la tcnica de la cermica ha evolucionado, pero an hoy, se le

considera ms como una manifestacin artesanal que como una manifestacin

artstica. Sin embargo, podemos afirmar que la cermica coadyuva al

enriquecimiento espiritual de quien la realiza y de quien la aprecia

Los materiales cermicos son materiales inorgnicos no metlicos, constituidos

por elementos metlicos y no metlicos enlazados principalmente mediante

enlaces inicos y/o covalentes. Sus composiciones qumicas varan

considerablemente, desde compuestos sencillos a mezclas de muchas fases

complejas enlazadas. Las propiedades de estos materiales tambin varan mucho

debido a diferencias en los enlaces.

En general, son tpicamente duros y frgiles con baja tenacidad y ductilidad. Se

comportan usualmente como buenos aislantes elctricos y trmicos debido a la

ausencia de electrones conductores, normalmente poseen temperaturas de fusin

relativamente altas y, asimismo, una estabilidad relativamente alta en la mayora

de los medios ms agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces. Dada

la importancia actual en la obtencin de polvos cermicos con caractersticas

predeterminadas, aparece el inters cientfico e industrial de determinar de

manera confiable tamao, distribucin y morfologa de las partculas que

presentas estos polvos cermicos y su aportacin como material en cuestin.

APLICACIONES DE LA CERMICA.


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xidos cermicos:

1. xidosa) SLICE (SIO2).

El dixido de silicio (SiO2) es un compuesto de silicio y oxgeno, conocido

comnmente slice. Es uno de los componentes de la arena. Una de las formas en

que aparece naturalmente es el cuarzo.

La slice se da comnmente en la naturaleza como la arena de slice de la piedra

arenisca o cuarcita. Es la materia prima para la produccin de vidrios de silicato y

cermicas. La slice es uno de los materiales que ms abunda en la corteza

terrestre. Puede existir en una forma amorfa (slice vtrea) o en una variedad

deformas cristalinas.

Tenemos dos tipos de slice. La primera la que se compone de cuarzo cristalino

puro, este material es triturado, clasificado y presionan en ladrillos, por

calentamiento a elevadas temperaturas el cuarzo se transformar en tridimita y

cristobalita. La tridimita es la ms favorable de de todas los formas cristalinas de la

slice ya que posee una expansin gradual predecible y una baja expansin

trmica (600 C).

Existen numerosos tipos arenas que existen, que tienen diversas aplicaciones. La

fase mineral principal en todas ellas es el cuarzo, estas clasificaciones van

relacionadas con el nivel de otros xidos presentes y sus respectivas


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distribuciones de partcula por lo tanto se someten a diferentes tratamientos para

obtener el grado deseado.

La slice es un xido de metal, posee una buena resistencia al desgaste, al

aislamiento elctrico y una alta estabilidad trmica. Es insoluble en los cidos,acepto el cido fluorhdrico (HF).

USOS.

La slice es un material muy utilizado tanto en cermica como un precursor para la

fabricacin de otros productos cermicos y como material por su cuenta.

Es el ingrediente esencial de los vidrios y de muchos diferentes materiales

vitrocermicos. Los materiales basados en la slice sutilizan como aislamientostrmicos, refractarios, abrasivos, pueden ser usados como compuestos reforzados

de fibras (por ejemplo: fibras pticas para comunicaciones).

ESTRUCTURA

b) OXIDO DE MAGNESIO (MGO)

xido de magnesio (MgO), o magnesia, es un polvo blanco higroscpico slidos

minerales que ocurren naturalmente como periclasa y es una fuente de magnesio(vase tambin el xido). Tiene una frmula emprica de MgO y se compone de un

entramado de iones Mg 2 + y iones O 2 - se mantienen unidos por enlaces inicos.

xido de magnesio se conoce histricamente como la magnesia alba

(literalmente, el mineral blanco de magnesia ), para diferenciarlo de magnesia
http://www.google.com.mx/imgres?q=estructura+oxido+de+magnesio&hl=es&gbv=2&biw=1024&bih=479&tbm=isch&tbnid=riOq2ZSH7tN_rM:&imgrefurl=http://pr29.quiminet.com/%C3%93xido+de+aluminio+(protector+de+pisos).htm?rq=1&docid=FoQLczes4OjLsM&imgurl=http://www.quiminet.com/imagen/apcq2.gif&w=547&h=274&ei=_gDMTuv1DczFsQLsq4HKDg&zoom=1


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negra , un mineral negro que contiene lo que hoy es conocido como el

manganeso.

PROPIEDADES

Aspecto y color: Polvo blanco, muy fino.

Olor: Inodoro.

Presin de vapor: No aplicable.

Densidad relativa (agua=1): 3.58

Solubilidad en agua: Ninguna.

Punto de ebullicin: 3600 C

Punto de fusin: 2852 C

Peso molecular: 40.3

OBTENCION

El xido de magnesio (magnesia), se obtiene calentando el hidrxido o el

carbonato y, adems de emplearse en la obtencin del elemento, se usa en la

produccin de papel y goma y en la industria farmacutica. A temperaturas muy

altas sinteriza formando un material refractario (roca de magnesia) que se emplea(ladrillos y revestimientos) en hornos y convertidores (P.F. 2800C; esta

estabilidad se debe al pequeo radio de los iones Mg2+ y O2-). Al calentar a

600C forma un polvo suelto blanco que se emplea como anticido estomacal.

Una mezcla de MgO polvoriento y disolucin concentrada de MgCl2 (proporcin

5:3) es el cemento de magnesio o Sorel que solidifica fuertemente y se emplea en

la fabricacin de piedras artificiales (mrmol).

El MgCO3 (magnesita) (la sal comn no tratada contiene 1% de carbonato) se

emplea para obtener MgO por calcinacin y para obtencin de aislantes, vidrios y

cermica. De disoluciones acuosas de carbonato se obtiene la magnesia alba que

es un polvo blanco que se utiliza en la preparacin de papel, goma, colores,

polvos cosmticos y pasta de dientes.


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APLICACIONES

Un material refractario es aquel que es fsica y qumicamente estable a altas

temperaturas. "De lejos el mayor consumidor de magnesia en todo el mundo es la

industria de materiales refractarios, que consume alrededor del 56% de lamagnesia en los Estados Unidos en 2004, el 44% restante se utiliza en la

agricultura, qumica, construccin, aplicaciones industriales, medioambientales y

otros."

Cemento

MgO es una de las materias primas para la fabricacin de cemento Portland en las

plantas de proceso en seco. Si MgO se agrega demasiado, el cemento puede

llegar a ser expansiva. La produccin de cemento a base de MgO con serpentinas

y los residuos de CO2 (en lugar de convencionales CaO cemento a base de

utilizar los combustibles fsiles) pueden reducir antropognica de emisiones de

CO2.

Desecante

MgO es desecante relativamente pobre, pero, ya que neutraliza los cidos de

xidos de azufre creado por la oxidacin de Kraft procesados los documentos, esutilizada por muchas bibliotecas para preservar los libros.

Medicina

En medicina, el xido de magnesio se utiliza para el alivio de la acidez estomacal y

dolor de estmago, como anticidos, suplementos de magnesio, y como a corto

plazo de laxantes .Tambin se utiliza para mejorar los sntomas de indigestin.

Los efectos secundarios de xido de magnesio pueden incluir nuseas ycalambres. En cantidades suficientes para obtener un efecto laxante, los efectos

secundarios del uso a largo plazo incluyen enterolitos que resulta en la obstruccin

intestinal.


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MgO se utiliza como aislante en cables industriales, como una base resistente

material para crisoles y como un ingrediente principal en la prueba de fuego de

materiales de construccin. Como material de construccin, tablones de xido de

magnesio tiene varias caractersticas atractivas: la resistencia al fuego, resistencia

a la humedad, resistencia a hongos y moho, y la fuerza.

Se utiliza como una referencia de color blanco en la colorimetra, debido a su

buena difusin y reflexin de propiedades. Se puede fumar en la superficie de un

material opaco para formar una esfera de integracin.

Es ampliamente utilizado en la calefaccin como un componente de "calrod" estilo

elementos de calefaccin. Hay varias mallas tamaos disponibles y los ms

comnmente utilizados son 40 y 80 mallas por la Sociedad Americana deFundicin. El amplio uso se debe a su alta resistencia dielctrica y la

conductividad trmica media. MgO suele ser triturados y compactados con airgaps

mnimos o vacos. La industria de la calefaccin elctrica tambin experiment con

xido de aluminio, pero ya no se utiliza.

Sin pulir a cristal MgO

Presionado MgO se utiliza como un material ptico. Es transparente 0,3 a 7

micras. El ndice de refraccin es 1,72 a 1 micra y el nmero de Abbe es 53,58. Se

conoce a veces por la Eastman Kodak nombre de marca registrada IrTran-5,

aunque esta designacin es desde hace mucho tiempo obsoleto. MgO puro

cristalino est disponible comercialmente y tiene un uso en pequea ptica

infrarroja.

Que se condensa alrededor de desechos transurnicos en la Planta Piloto de

Aislamiento de Residuos, para el control de la solubilidad de los radionucledos.

Una solucin en aerosol de MgO se utiliza en la biblioteconoma y la gestin de las

colecciones para la desacidificacin de los artculos de papel de alto riesgo. En

este proceso, la alcalinidad del MgO (y compuestos similares) neutraliza la acidez


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caracterstica relativamente alto de papel de baja calidad, lo que ralentiza el ritmo

de deterioro.

Tambin se utiliza como capa protectora en las pantallas de plasma.

Entre los usos destacan los flashes fotogrficos, cohetes de seales y en

pirotecnia (incluyendo bombas incendiarias). Es un tercio menos denso que el

aluminio, por lo que se emplea en aleaciones ligeras (baja densidad y adecuadas

caractersticas de mecanizacin, fabricacin y soldadura y muy estables frente a la

corrosin), con aluminio, manganeso, cobre, litio, cinc, circonio y lantnidos, que

se usan en construcciones aeronuticas, automviles, bicicletas, maletas.

Tambin se usa en la produccin de grafito nodular en hierro colado y como

aditivo de repelentes convencionales.

Es un reductor poderoso y se emplea en la obtencin de muchos metales a partir

de sus sales: uranio y otros (titanio, etc.).

c) xido de titanio

El dixido de titano (TiO2) ocurre en la naturaleza en varias formas: rutilo

(estructura tetragonal), anatasa (estructura octahdrica) y brookita (estructura

ortorrmbica). El dixido de titanio rutilo y el dixido de titanio anatasa se

producen industrialmente en grandes cantidades y se utilizan como pigmentos y

catalizadores y en la produccin de materiales cermicos.

El dixido de titanio tiene gran importancia como pigmento blanco por sus

propiedades de dispersin, su estabilidad qumica y su no toxicidad. El dixido de

titanio es el pigmento inorgnico ms importante en trminos de produccin

mundial.

Propiedades

El dixido de titanio es un semiconductor sensible a la luz que absorbe radiacin

electromagntica cerca de la regin UV. El dixido de titanio es anfotrico, muy


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estable qumicamente y no es atacado por la mayora de los agentes orgnicos e

inorgnicos. Se disuelve en cido sulfrico concentrado y en cido hidroflurico.

Aplicaciones

Sus aplicaciones abarcan todas las industrias como podemos ver en los siguientes

ejemplos:

El dixido de titanio se utiliza universalmente en la industria de las pinturas

y recubrimientos, ha sustituido a cualquier otro pigmento blanco en el

mercado.

En el sector de la impresin, hoy en da se opera con espesores de

recubrimientos de menos de 100 milmetros, por lo que se requieren

pigmentos de dixido de titanio muy finos.

El dixido de titanio tambin es usado para dar color a artculos de plstico

como juguetes, electrnicos, automviles, muebles, empaque, etctera. El

pigmento de dixido de titanio absorbe parte de la radiacin UV protegiendo

a su contenido.

Otra de las aplicaciones del dixido de titanio est en las fibras sintticas,

eliminando la apariencia grasosa causada por las propiedades translcidasde la resina. Los pigmentos de anatasa son preferidos en esta aplicacin.

Para la industria del papel se utilizan fillers como el caoln, tiza o talco. Los

pigmentos de dixido de titanio se utilizan para el papel muy blanco que

tambin debe ser opaco cuando es muy delgado. Tambin se aplica como

recubrimiento para hacer papel artstico.

Otras reas de aplicacin del dixido de titanio incluyen la industria

cermica, la manufactura de cemento blanco y el coloreado de hule o

linoleo,

Los pigmentos de dixido de titanio tambin se utilizan como absorbentes

de rayos UV en productos para el bronceado, jabones, polvos cosmticos,

cremas, pasta de dientes, papel de cigarro y la industria cosmtica.


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El xido de titanio (IV) o dixido de titanio es un compuesto qumico cuya

frmula es TiO2. Entre otras cosas, es utilizado en procesos de oxidacin

avanzada fotocatalizada.

El xido de titanio (IV) TiO2, se presenta en la naturaleza en varias formas:

rutilo (estructura tetragonal), anatasa (estructura tetragonal) y brookita

(estructura ortorrmbica). El xido de titanio (IV) rutilo y el xido de titanio

(IV) anatasa se producen industrialmente en grandes cantidades y se

utilizan como pigmentos y catalizadores y en la produccin de materiales

cermicos.

El xido de titanio (IV) tiene gran importancia como pigmento blanco por

sus propiedades de dispersin, su estabilidad qumica y su no toxicidad.

El xido de titanio (IV) es el pigmento inorgnico ms importante entrminos de produccin mundial.

El xido de titanio tiene propiedades fundamentales que lo hacen muy til:

Es una de las substancias qumicas ms blancas que existen: refleja

prcticamente toda la radiacin visible que le llega, y mantiene su color de

forma permanente.

Es una de las substancias con un ndice de refraccin ms alto (2.4, como

el diamante), incluso pulverizado o mezclado, y por esta misma razn esmuy opaco. Esta propiedad sirve para proteger en cierta medida de la luz

del sol: refleja prcticamente toda la luz, incluso ultravioleta, y la que no

refleja la absorbe.

Es un fotocatalizador muy eficaz acelerando las reacciones qumicas

provocadas por la radiacin luminosa. Hay varios proyectos en marcha para

conseguir alternativas a los paneles solares fotovoltaicos, y todos ellos

utilizan tintes mezclados con xido de titanio (IV) para producir una especie

de fotosntesis artificial.

El xido de titanio (IV) es un semiconductor sensible a la luz que absorbe

radiacin electromagntica cerca de la regin UV. El xido de titanio (IV) es

anfotrico, muy estable qumicamente y no es atacado por la mayora de


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los agentes orgnicos e inorgnicos. Se disuelve en cido sulfrico

concentrado y en cido hidroflurico.

Sus propiedades ms importantes son: su no toxicidad, su compatibilidad con las

mucosas y la piel, y su buena dispersabilidad en soluciones orgnicas.

d) Oxido de calcio

Elxido decalcio,cal o cal viva, es un compuesto qumico de frmulaCaO.Esta

palabra interviene en el nombre de otras sustancias, como por ejemplo la cal

apagada o cal muerta, que eshidrxido de calcio,Ca(OH)2.

La cal viva se encuentra presente en la naturaleza, se puede sintetizar a partir del

agua marina, que contiene concentraciones regulares de carbonatos de calcio y

magnesio; mediante reacciones qumicas y procesos fisicoqumicos, el carbonato

es llevado a hidrxido de calcio, una ltima calcinacin producir xido de calcio.

Antiguamente se usaba cal en vez de calcio, en algunos nombres de

compuestos donde interviene este elemento, como el "talco" o "aljez" (sulfato de

calcio dihidratado, CaSO42H2O) o elmrmol o "gis" (carbonato de calcio, CaCO3).

Los depsitos sedimentarios de carbonato de calcio se llamancaliches.

Este material utilizado para hacer mortero de cal se obtiene de las rocas calizas

calcinadas a una temperatura entre 900 y 1200 C, durante das, en un horno

rotatorio o en un horno tradicional, romano o rabe. En estas condiciones el

carbonato es inestable y pierde una molcula dedixido de carbono.

El xido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que sta alcance

los 90 C. Se forma entonceshidrxido de calcio,tambin llamado cal apagada, o

Ca (OH)2.
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aljezhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calicheshttp://es.wikipedia.org/wiki/Mortero_de_calhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calizahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Horno_rotatorio&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Horno_rotatorio&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Horno_rotatorio&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Horno_rotatorio&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Calizahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mortero_de_calhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calicheshttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonatohttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfatohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aljezhttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidroxilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calciohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido


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El hidrxido de calcio reacciona otra vez con el xido de carbono (IV) del aire para

formar de nuevo carbonato de calcio. En esta reaccin la masa se endurece. Por

esto el xido de calcio forma parte de formulaciones demorteros,especialmente a

la hora deenlucir paredes de color blanco.

La cal se ha usado, desde la ms remota antigedad, de conglomerante en la

construccin; tambin para pintar (encalar) muros y fachadas de los edificios

construidos conadobes otapial,habitual en las antiguas viviendas mediterrneas,

en la fabricacin de fuego griego.En algunos pases de Latinoamrica, la cal se

utiliza para el proceso denixtamal,proceso utilizado para hacer smola demaz y

masa paratortillas.

Uso como arma

El historiador y filsofo David Hume, en su historia de Inglaterra, relata como

durante los comienzos del reinado de Enrique III la marina inglesa destruyo a la

flota invasora francesa encegueciendo a la flota con cal viva.

DAlbiney emple una estratagema contra ellos, que se dice contribuy a la

victoria: estando con el viento a favor, los atac con violencia; y les arroj a la cara

gran cantidad de cal viva, que llevaba a bordo con dicho fin, los encegueci de tal

manera que quedaron incapacitados para defenderse.

Se cree que la cal viva era tambin uno de los componentes del fuego griego.Al

tomar contacto con el agua, la cal elevaba su temperatura por encima de 150 C y

as encender el combustible.

e) xido de Azufre

El dixido de azufre es un xido cuya frmula molecular es SO2. Es un gas

incoloro con un caracterstico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora
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que, con el tiempo, el contacto con el aire y la humedad, se convierte en trixido

de azufre.La velocidad de esta reaccin en condiciones normales es baja.

En agua se disuelve formando una disolucin cida. Puede ser concebido como el

anhidruro de un hipottico cido sulfuroso (H2SO3). Esto en analoga a lo que

pasa con el cido carbnico es inestable en disoluciones cidas pero forma

sales, lossulfitos yhidrogenosulfitos.

Preparacin

El dixido de azufre se forma en el proceso decombustin delazufre y delSulfuro

de hidrgeno.

S8+ 8 O2 8 SO2

2 H2S + 3 O2 2 H2O + 2 SO2

Tambin puede obtenerse por tostacin de minerales sulfurados tales como lapirita (FeS), la wurtzita o la blenda (ambos ZnS), la galena (PbS) y el cinabrio

(HgS).

4 FeS2+ 11 O2 2 Fe2O3+ 8 SO2

2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2

PbS + O2 Pb + SO2

HgS + O2 Hg + SO2

Por reaccin del cido sulfrico concobre elemental.

Cu (s) + 2 H2SO4(aq) CuSO4(aq) + SO2(g) + 2 H2O (l)
http://es.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Anhidrurohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulfurosohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carb%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfitohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrogenosulfito&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuro_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuro_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tostaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuroshttp://es.wikipedia.org/wiki/Piritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Wurtzitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Blendahttp://es.wikipedia.org/wiki/Galenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cinabriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cinabriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Galenahttp://es.wikipedia.org/wiki/Blendahttp://es.wikipedia.org/wiki/Wurtzitahttp://es.wikipedia.org/wiki/Piritahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuroshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tostaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuro_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuro_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrogenosulfito&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfitohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carb%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulfurosohttp://es.wikipedia.org/wiki/Anhidrurohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_azufrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_azufre


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Reacciones

La oxidacin del dixido de azufre a trixido de azufre en presencia deoxgeno es

una reaccin que ocurre en forma espontnea muy lentamente debido a su alta

energa de activacin. Para acelerar la reaccin se utilizan catalizadores comopentxido de vanadio (V2O5) oplatino que permiten la oxidacin del gas a medida

que se produce el contacto con el catalizador slido. Antiguamente se utilizaba

como catalizador una mezcla de xidos de nitrgeno gaseosos.5 La oxidacin

mediada por catalizadores es utilizada en la fabricacin industrial de cido

sulfrico.

SO2+ O2 SO3

La oxidacin del dixido de azufre a trixido de azufre puede producirse tambin

por la reaccin conozono.La reaccin ocurre en forma espontnea en las capas

altas de la atmsfera.El trixido de azufre al reaccionar con el agua presente en

las nubes producecido sulfrico,el cul disminuye el pH del agua y precipita en

forma delluvia cida.

3 SO2+ O3 3 SO3

SO3+ H2O H2SO4

La reaccin del dixido de azufre conhidrxido de sodio producesulfito de sodio.

SO2+ 2 NaOH Na2SO3+ H2O

La reduccin del dixido de azufre puede producirse en presencia de reductores

como elcido sulfhdrico,obtenindose azufre elemental y agua.

SO2(g) + 2 H2S (g) 3 S + 2 H2O

Aplicaciones
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15/59

El dixido de azufre tiene propiedades desinfectantes, por ello fue utilizado

durante siglos en la desinfeccin por ejemplo de las cubas de vino quemando

azufre en su interior. Tambin se utiliza en la industria alimenticia como

conservante y antioxidante (E220) generalmente de zumos, frutos secos,

mermeladas, vino etc.

Es un intermedio en la fabricacin del cido sulfrico. Por reaccin con cloro

produce cloruro de sulfuril (SO2Cl2), un importante intermedio en la industria

qumica. Si se hace reaccionar con el cloro y compuestos orgnicos se pueden

obtener en una reaccin de clorosulfonacin directa, los clorosulfonatos como

precursores de detergentes y otras sustancias. En estado lquido es un buen

disolvente.

f) Dixido de zirconio

El dixido de circonio (ZrO2)tambin conocido como xido de zirconio (no

confundir con elzirconio ), es un polvo cristalinode xido decirconio . Su forma

ms natural, con una monoclnica estructura cristalina, es el raro mineral

baddeleyita . La alta temperaturacbicos forma cristalina se encuentra raramente

en la naturaleza como minerales tazheranite (Zr, Ti, Ca) O 2(y un arkelite mineral

dudoso). Esta forma, tambin llamado circona cbica , se sintetiza en varioscolores para su uso comopiedra preciosa y unsimulador del diamante .

Propiedades

El dixido de zirconio es uno de los ms estudiadosde cermica materiales. Pura

ZrO2 tiene una monoclnica estructura de cristal a temperatura ambiente y las

transiciones a la tetragonal y cbica aumento de las temperaturas de los casos.

La expansin de volumen causada por la cbica a tetragonal a monoclnicatransformacin induce esfuerzos muy grandes, y har que pura ZrO2para acabar

en el enfriamiento de las altas temperaturas. Varios diferentes xidos de circonio

se aaden a estabilizar las fases tetragonal y / o cbicos: xido de magnesio (Mg),

xido de itrio (Y 2O 3),xido de calcio (CaO) y cerio (III) xido (Ce 2O 3 ), entre

otros.
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Zirconia es lo ms til en el estado "estabilizado" en su fase. Zirconia pura

cuando se calienta pasa por cambios de fase perjudicial. Mediante la adicin de

pequeos porcentajes de xido de itrio, estos cambios de fase son eliminados, y el

material tiene mejores propiedades trmicas, mecnicas y elctricas. En algunos

casos, la fase tetragonal puede sermetaestable . Si una cantidad suficiente de la

fase tetragonal metaestable est presente, entonces una tensin aplicada,

magnificado por laconcentracin de esfuerzos en un extremo de la grieta, puede

causar la fase tetragonal a monoclnica para convertir, con la expansin de

volumen asociado. Esta transformacin de fase se puede poner el crack en la

compresin, lo que retarda su crecimiento, y la mejora de la resistencia a la

fractura . Este mecanismo se conoce comoendurecimiento de la transformacin ,

y ampla considerablemente la fiabilidad y vida til de los productos elaboradoscon xido de circonio estabilizado.

El ZrO 2brecha de banda depende de la fase (cbico, tetragonal, monoclnico, o

amorfa) y los mtodos de preparacin, con las estimaciones tpicas de 5-7 eV.

Un caso especial de xido de zirconio es el de policristales tetragonales de

zirconia o TZP, lo cual es indicativo de circonio policristalino compuesto slo por la

fase tetragonal metaestable.

2. NO OXIDOS

Carburos:
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Metastable&usg=ALkJrhh6TDILMG1GYX8NRZptPr_9Ordsiwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Stress_concentration&usg=ALkJrhhhPgx6wM5oI62JT8ef7lNOhR_ioghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_toughness&usg=ALkJrhgQd290IRzomJQGZ9I27iy_HLzLKghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_toughness&usg=ALkJrhgQd290IRzomJQGZ9I27iy_HLzLKghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/w/index.php%3Ftitle%3DTransformation_toughening%26action%3Dedit%26redlink%3D1&usg=ALkJrhj9oyXkn5gUfwe64GeQ1SgeUfm1FAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Band_gap&usg=ALkJrhj90NN_ygRPI-k_HupKS5XXEEDpEghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Tetragonal_polycrystalline_zirconia&usg=ALkJrhjne5uzorrsTF587b0qSyPKnWwPJghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Tetragonal_polycrystalline_zirconia&usg=ALkJrhjne5uzorrsTF587b0qSyPKnWwPJghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Tetragonal_polycrystalline_zirconia&usg=ALkJrhjne5uzorrsTF587b0qSyPKnWwPJghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Tetragonal_polycrystalline_zirconia&usg=ALkJrhjne5uzorrsTF587b0qSyPKnWwPJghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Band_gap&usg=ALkJrhj90NN_ygRPI-k_HupKS5XXEEDpEghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/w/index.php%3Ftitle%3DTransformation_toughening%26action%3Dedit%26redlink%3D1&usg=ALkJrhj9oyXkn5gUfwe64GeQ1SgeUfm1FAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_toughness&usg=ALkJrhgQd290IRzomJQGZ9I27iy_HLzLKghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_toughness&usg=ALkJrhgQd290IRzomJQGZ9I27iy_HLzLKghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Stress_concentration&usg=ALkJrhhhPgx6wM5oI62JT8ef7lNOhR_ioghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&prev=/search%3Fq%3Ddioxido%2Bde%2Bzirconia%26hl%3Des%26biw%3D1152%26bih%3D844%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.com.mx&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Metastable&usg=ALkJrhh6TDILMG1GYX8NRZptPr_9Ordsiw


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Carburo de wolframio (WC)

El proceso de carburacin se produce por la difusin del carbn desde las

superficies de la partcula de Wolframio hacia el interior. Aumentando la

temperatura y el contenido de carbono aparece W2C y WC, desapareciendo el

wolframio y convirtindolo finalmente en polvos de wolframio. Los polvos de

wolframio en polvo de carburo de wolframio convirtindose, finalmente, los polvos

de wolframio en polvos de carburo de wolframio

Los polvos de carbono son grafito o negro de humo obtenido a partir de gas

metano, butano etc.

La velocidad del procesos es mayor en el vaco que en atmosfera de hidrogeno.

En cuanto a las temperaturas, en atmosfera de hidrogeno deben alcanzarse

temperaturas comprendidas entre 900-1400 C.

El mtodo es ordinariamente empleado para obtener carburo de wolframio

consiste en mezclar polvos de wolframio de gran pureza con grafito. Se calienta la


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mezcla en horno de vaco de lata frecuencia o en un horno de resistencia de tubo

de carbn en atmosfera de hidrogeno, protegiendo la mezcla mediante una capa

de carbn a temperaturas de 1300 C durante 2 horas y su reaccin es:

El carburo de wolframio obtenido se muele en seco

Carburo de Titanio (TiC)

La produccin de carburo de titanio (TiC) polvos de mineral de ilmenita (FeTiO3)

de polvo por medio de sntesis de reduccin carbotrmica acoplado con cido

clorhdrico (HCl) proceso de lixiviacin fue investigado. Una mezcla de polvos de

carbono FeTiO3 y se hizo reaccionar a 1500 C durante 1 hora bajo flujo de gas

argn. Posteriormente, el producto sintetizado de Fe-TiC polvos se lixiviaron por

10% soluciones de HCl durante 24 horas para obtener el producto final de TiC

polvos. Los polvos fueron caracterizadas utilizando difraccin de rayos X,

electrnica de barrido y microscopa electrnica de transmisin. Las partculas de

producto se aglomeran en la etapa despus de que el proceso de lixiviacin, y el

tamao de este aglomerado fue de 12,8 micras con un tamao de cristalito de 28,8

nm .. Palabras clave: carburo de titanio, ilmenita, la sntesis de reduccin

carbotrmica, lixiviacin, Gibbs energa.

Ilmenita, con la FeTiO3 frmula qumica, es un mineral econmicamente

importante e interesante. Es un mineral opaco, negro con marrn-rojo, con un

metlico o lustre metlico sub, y pertenece al Grupo de hematita-IlmeniteMagnetite

en el xido y el hidrxido de clase. La ilmenita es actualmente extraen en

Australia, Brasil, Rusia, Canad, Sri Lanka, Noruega, China, Sudfrica, Tailandia,

India, Malasia, Sierra Leona y los Estados Unidos. En Tailandia, se encuentra en

mineral de estao (casiterita) depsitos en Chiangrai Chiang Mai, Lamphun,

Kanchanaburi, Ratchaburi, Buri Suphun, Phuket,


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Phanga y Ranong. La ilmenita es la principal fuente de dixido de titanio, TiO2,

que se utiliza en los pigmentos de pintura, revestimiento de soldadura de varilla, y

en la fabricacin del metal de titanio (Wattanachit, 2004). El carburo de titanio

(TiC) atrajo gran inters para muchas aplicaciones estructurales debido a su fusin

extremadamente alta temperatura, alta dureza, alta resistencia qumica, y una

buena conductividad elctrica. Por lo tanto, el carburo de titanio se puede usar en

herramientas de corte, ruedas de amolar, recubrimientos resistentes al desgaste,

de alta temperatura intercambiadores de calor, cabezas de grabacin magnticos,

juntas de motores de turbina, y chalecos antibalas, etc Adems, un prometedor

campo de aplicacin comprende plasma y procesos de pulverizacin a la llama en

el aire, donde titanio carbidebased polvos muestran una mayor estabilidad de fase

de carburo de tungsteno polvos a base de (Ling y Dutta, 2001). TiC se puedensintetizar por reaccin directa entre el carbono Tiand bajo vaco a alta temperatura

de 1900oC 290 oC (Lasalvia et al., 1995). Este mtodo es expensivebecause del

alto costo de Ti elemental y el proceso de uso intensivo de energa. TiC se

produce comercialmente mediante la reduccin carbotrmica de TiO2 utilizando

negro de carbn a travs de la siguiente reaccin (Swift y Koc, 1999; Das et al,

2002; Woo et al, 2007.).: TiO2 (s) + 3C (s) = TiC (s) + 2CO (g) (1) Como ilmenita

es una fuente principal de TiO2, sera ms econmico utilizar ilmenita como unprecursor para la produccin de TiC. Sin embargo, el proceso de lixiviacin

involucrados de lixiviacin de FeO FeTiO3 parece ser ms difcil que la de

lixiviacin de Fe de TiC (Sarker et al., 2006). Muchos grupos de investigacin han

demostrado que Fe-TiC pueden ser sintetizados in situ mediante la reduccin

carbotrmica de ilmenita (Welham, 1996; Das et al, 2002;. Niyomwas, 2005;

Niyomwas, 2006;. Nuilek et al, 2006). En el presente estudio, la produccin de

polvos de TiC FeTiO3 polvo por sntesis reduccin carbotrmica acoplado con

proceso de lixiviacin fue investigado. 4

2,1 Materias primas y configuracin experimental polvo ilmenita (tamao medio de

partcula de 145,6 micras) y polvo de carbn activado (Ajax Finechem) se

utilizaron como precursores. Exploracin de microscopio electrnico (SEM)

micrografas de estos precursores se presentan en la Figura 1.


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Micrografa a) ilmatita b) carbono

El montaje experimental se muestra en la Figura 2. Un horno de tubo (Carbolite,

CTF 18/75/600) con la temperatura de trabajo mxima de 1800 C se us en los

experimentos de la reaccin in situ se realiz en un crisol de almina, que se

encuentra en un tubo de horno, con un extremo conectado a un gas Ar sistema de

abastecimiento, y otro extremo parcialmente abierto. Antes de calentar, el tubo del

horno y se purg con gas Ar puro para 2-3 veces para eliminar O2 y humedad. A

continuacin, el gas Ar puro introducido a una velocidad de flujo constante (3 Lpm)

en el horno durante todo el proceso experimental para mantener una atmsfera

inerte. Una abertura en la cubierta del extremo de lahorno sirve como la salida

para el gas. Sin embargo, el gas en la ambiente exterior no puede entrar en el

sistema debido a la pequea diferencia de presin mantenida por el flujo de gas

Ar.


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Esquema experimental

2.2 Procedimiento experimental

Una mezcla de materias primas se prepar de acuerdo con la relacin de

estequiometra (ilmenita a moles de carbono ratio = 1/4). Cada mezcla se moli

con un molino planetario

durante 2 horas a 250 rpm. Despus de la molienda, las muestras se calentaron a

10 o C / min a 1500 o C en crisol de almina en flujo gas argn (3 Lpm) de gas.

Despus de remojar a la temperatura final durante 1 hora, el horno se apaga,

permitiendo que los productos enfriar en el horno. La lixiviacin se llev a cabo en

la sala temperatura durante 24 horas en 10% de soluciones de HCl. los polvos

como los productos resultantes se analizaron por difraccin de rayos X (DRX,

PHILIPS con Cu radiacin Ka), SEM (JSM-5800 LV, JEOL) y microscopio

electrnico de transmisin (TEM,JEM-2010, JEOL).

3. Resultados y Discusin

3.1 Termodinmica anlisis

La reaccin qumica global puede expresarse como: FeTiO3 (s) + 4 C (s) = Fe (s)

+ TiC (s) + 3CO (g) (2)Las composiciones de equilibrio de la FeTiO3-C sistemaa

diferentes temperaturas se calcularon utilizando la energa de Gibbs mtodo de

minimizacin y los resultados se muestran en la Figura 3.Se puede observar que

es termodinmicamente factible para fabricar una plancha matriz de compuesto

reforzado con TiC usando el proceso de reduccin carbo trmica. Al aumentar la


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temperatura, la ilmenita se disocia a FeO y TiO2. Se reduce a FeO Fe por carbono

y permanece como una fase de hierro en todo el aumento de la temperatura a

2000 o C. (Niyomwas, 2005; Niyomwas, 2006;. Nuilek et al, 2006). En la Trmico

Diferencial Anlisis (DTA) grfico de la Figura 4, dos picos endotrmicos se

observaron (mximos a 1091,73 C y 1258,1 o C, respectivamente). El primero y

son los picos endotrmicos segundo cree que deriva de las reacciones

mencionadas carbo trmica.

Carburo de silicio.

El carburo de silicio, tambin conocido como carborundo (carborundum), es uno

de los materiales de mayor dureza que podemos encontrar en la actualidad. A

parte de su extremada dureza, el carburo de silicio presenta una serie de notables

propiedades fsico-qumicas y mecnicas entre las que podemos destacar las

siguientes:

Alta estabilidad trmica (se descompone a aproximadamente 2700 C).

Alta conductividad trmica y bajo coeficiente de expansin trmica, por

tanto posee una alta resistencia al choque trmico.

Elevada resistencia al desgaste.

Gran resistencia a la corrosin.

Baja densidad.

Semiconductor apto para altas temperaturas, altas frecuencias y altos

voltajes y potencias.

Elevado mdulo de elasticidad y resistencia mecnica en comparacin con

otros materiales cermicos.

Por estas razones sus aplicaciones en la industria son muy apreciadas:

Como abrasivo por su extremada dureza.

Como material refractario y blindaje trmico por su alta estabilidad trmica y

resistencia al choque trmico.


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Para la construccin de motores de combustin y turbinas de gas a altas

temperaturas por su alta estabilidad trmica y qumica.

Para intercambiadores de calor en condiciones agresivas, por su alta

conductividad trmica.

En cojinetes antifriccin, sellados mecnicos y bolas de molienda por su

alta resistencia al desgaste.

Como semiconductor en aplicaciones que requieren funcionamiento a altas

temperaturas.

Como partculas de refuerzo en materiales compuestos de matriz cermica

o metlica.

El mecanizado de piezas de SiC impone la utilizacin de herramientas

diamantadas debido a su extrema dureza y a su fragilidad, lo que plantea los

siguientes problemas:

Coste elevado de las herramientas.

Aparicin de grietas o fractura de las piezas a causa de los esfuerzos

mecnicos a los que son sometidas.

Necesidad de refrigeracin.

Extremada lentitud del proceso.

Proceso muy ruidoso.

Desgaste de las herramientas.

Desprendimiento de polvo.

Procesos de Fabricacin de carburo de silicio

El carburo de silicio es fabricado industrialmente por la reaccin electroqumica de

arena de cuarzo de alta pureza con carbono en un horno de resistencia elctrica

(proceso Acheson):

SiO2 + 3C SiC+2CO.

Carbonos preferidos son el coque de petrleo (coque de brea) y antracita. La

adicin de cloruro de sodio garantiza la eliminacin de las impurezas


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problemticas como cloruros voltiles. La presencia de aserrn aumenta la

porosidad de la mezcla de reaccin y facilita la desgasificacin.

Los hornos elctricos, en el que se lleva a cabo esta reaccin, son una capacidad.

15.3.3 m3 de tamao y estn revestidos con material refractario. Los electrodos enlos extremos opuestos estn conectados a un ncleo de grafito. El horno se ha

llenado esta ronda de ncleo con la mezcla de reaccin y calentado

elctricamente a 2200 a 2400 C. El tiempo de calentamiento es de hasta aprox.

18 hrs y el tiempo de reaccin una cantidad adicional 18 hrs. Despus de enfriar,

los lados de los hornos se eliminan y el material sin reaccionar en los bordes

extrados. El carburo de silicio, que se ha formado alrededor del ncleo de grafito,

se rompe y se separa en diferentes calidades.

El SiC es ms pura de color verde brillante (99,8% SiC), el cambio de color con la

disminucin de Sic-el contenido de color verde oscuro (99,5% SiC) a negro (99%

SiC) a gris (90% de SiC). 70 toneladas de mezcla de los rendimientos brutos 8 a

14 toneladas de carburo de silicio de alto grado y 6 a 12 kWh de energa se

requiere para producir 1 kg de crudo de carburo de silicio.

El crudo de carburo de silicio es procesado por trituracin en trituradoras o molinos

de martillo y posterior molienda fina en molinos de bolas. Calidades de SiC muy

puros se obtienen por tratamiento qumico con cido sulfrico, hidrxido de sodio o

cido fluorhdrico.

El carburo de silicio es notable por su variedad inusual de morfologas diferentes,

que difieren en sus secuencias de apilamiento de las capas hexagonales y

rombodricas. Toda la forma hexagonal y rombodrica a menudo se describe

simplemente como -SiC. El SiC disponible comercialmente, producido por el

proceso de Acheson es -SiC.

La fabricacin de -SiC cbico, que se ve favorecida a temperaturas por debajo de

2000 C, o mezclas de -y -SiC se lleva a cabo mediante la deposicin de la

fase gaseosa (Chemical Vapor Deposition). -SiC en polvo con propiedades de

sinterizacin buenas y pequeo tamao de los cristalitos es, por ejemplo obtenido


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por la descomposicin trmica de los silanos de alquilo o alquilo dichlorosilanes en

plasmas o reactores TLOW a temperaturas superiores a 1000 C:

CH3SiCl3 SiC+3HCL

En otro proceso de silicio metlico se evapora en un arco elctrico y reacciona con

metano para el carburo de silicio. Una desventaja de todos los procesos en fase

gaseosa es su alto costo en comparacin con el proceso de Acheson.

a) CARBURO DE BORO (B4C)

El carburo de boro es uno de los materiales ms duros fabricados por el hombre

disponible en cantidades comerciales, que tiene un punto de fusin finito lo

suficientemente bajo como para permitir la fabricacin relativamente fcil deformas. Algunas de las propiedades nicas del carburo de boro son: alta dureza,

propiedad qumicamente inerte y un corte transversal con alta absorcin de

neutrones.

Aplicaciones:

El carburo de boro se adeca bien a distintas aplicaciones industriales,

como: Abrasivos para lapeado y corte ultrasnico

Antioxidante en mezclas refractarias de aglomerado con carbn

Blindajes

Aplicaciones nucleares, tales como barras de control de reactores y

proteccin para absorcin de neutrones

Piezas de desgaste como las toberas soplantes, hileras de estirado,

matrices de formado pulvimetalrgicas y de cermica, guas de roscas.

Carburo de Cromo.


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El carburo de cromo o carburo de cromo (II) (Cr3C2) es un material

extremadamente duro de cermica refractaria. Por lo general, se procesa por

sinterizado. Tiene el aspecto de un polvo gris con estructura cristalina

ortorrmbica. El Cr3C2 ortorrmbico se presenta muy raramente en forma del

mineraltongbata.Otras composiciones son tambin posibles como, por ejemplo,

Cr23C6 (que se presenta como la isovita, un mineral extremadamente raro, que

cristaliza en elsistema cristalino cbico)y Cr7C3.

Propiedades.

Es altamente resistente a lacorrosin,y no seoxida,ni siquiera a altatemperatura

(1000-1100 C). El polvo para recubrimiento tiene un coste de $40 - $65 porlibra.

Elcoeficiente de dilatacin trmica del carburo de cromo es casi igual al delacero,

reduciendo la acumulacin de la tensin mecnica en la capa lmite cuando ambos

materiales estn unidos o soldados. La precipitacin de carburo de cromo en los

bordes de grano, que reduce elcromo en dichos bordes de grano, es la causa de

lacorrosin intergranular delacero inoxidable en lassoldaduras.

Usos.

El carburo de cromo se utiliza como material de proyeccin trmica para la

proteccin de la superficie del metal subyacente, y como aditivo para los

materiales resistentes a la corrosin y al desgaste. Se utiliza en recubrimientos de

rodamientos,juntas,orificios, y sellos de vlvula, y como una fase cristalina fina en

otros carburos sinterizados, como el carburo de vanadio, donde inhibe el

crecimiento de los granos submicromtricos durante el prensado y lasinterizacin.
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Propiedades fsicas

Apariencia

Cristales grises (ortorrmbico)

Densidad

6680kg/m3;6.680g/cm3

Masa molar

180,009 g/molg/mol

Punto de fusin

2.168 K (1.895 C)

Estructura cristalina

Ortorrmbico,oP20

Componentes revestidos con carburo de cromo

Tubera y curvas revestidas con carburo de cromo diseado para una larga

duracin en sistemas de tubera de alta abrasin.

Caractersticas

El material de desgaste de carburo de cromo maximiza la resistencia a la

abrasin

El rendimiento del carburo de cromo es similar al de recubrimiento de

superficie dura

Los segmentos de pieza fundida ofrecen una pared exterior gruesa sobre

las curvas, donde ocurren los impactos y la abrasin

Los insertos de carburo de cromo fundidos ofrecen una proteccin de 360

grados

Los insertos de carburo de cromo estn contenidos en un tubo exterior de

acero al carbono
http://es.wikipedia.org/wiki/Ortorr%C3%B3mbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Redes_de_Bravaishttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolo_de_Pearsonhttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolo_de_Pearsonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Redes_de_Bravaishttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ortorr%C3%B3mbico


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Tamaos disponibles con dimetro de 3, 4, 5 y 6 pulg (76, 102, 127 y 152

mm), las curvas tienen CLR = 5D para 3, 4 y 6 pulg (76, 102 y 152 mm) y

CLR = 2D para 5 pulg (127 mm)

Varios largos de segmentos tangenciales proporcionan flexibilidad

dimensional, segmentos tangenciales revestidos de CCI disponibles para

una resistencia continua al desgaste

! Opciones mltiples de terminales, incluyendo bridas, acoplamientos o

terminales planos

Ventajas

Larga duracin en aplicaciones altamente abrasivas

Flujo laminar suave, bajo P - superior a los codos de bolsn o ciegos

Rendimiento mejorado comparado con revestimientos alternativos como

acero, basalto o piezas fundidas

Excelente vida til a un precio econmico

Aplicaciones

Las aplicaciones de componentes revestidos de CCI incluyen sistemas de tubera

neumticos e hidrulicos para materiales extremadamente abrasivos como arenade fundicin, inyeccin de cal/cenizas, transporte de vidrio y relleno de minas.

Los componentes revestidos de CCl son ideales para mejorar la duracin y el

rendimiento de los sistemas para mejoras, renovaciones o reemplazo de

componentes.

Nitruros:


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b) AlN

Descripcin de nitruro de aluminio:


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Se afirma que AlN tiene 10-15 veces mayor conductividad trmica, resistencia a la

flexin mayor del 50-75%, y un coeficiente de expansin trmica ms se aproxime

a la del silicio. Una luz tan / polvo blanco o gris, que puede ser despedido de

translucidez.

El nitruro de aluminio cristaliza en el sistema hexagonal, con una estructura de tipo

wurtzita (caracterizada por sus constantes de red a y c) experimentalmente se

encuentra que la fase wurzita es la estructura cristalina ms estable para el AlN.

Cada tomo de aluminio est ligado a cuatro tomos de nitrgeno y viceversa,

formando un tetraedro distorsionado con tres enlaces Al-N (i) (i = 1,2,3) separados

120 y situados en un plano perpendicular al enlace Al-N (0) en la direccin del eje

c.

El material es estable a muy altas temperaturas en atmsferas inertes. En el aire,

oxidacin de la superficie se produce por encima de 700 C. Forma una capa de

xido de aluminio que protege el material de hasta 1370 C. Por encima de esta

temperatura global se produzca la oxidacin. Nitruro de aluminio es estable en

atmsferas de hidrgeno y dixido de carbono de hasta 980 C. El material se

disuelve lentamente en cidos minerales por medio de ataques del lmite de grano,

y en bases fuertes por medio de ataques en los granos de nitruro de aluminio. Los

materiales se hidroliza lentamente en el agua. Mayora de las aplicaciones

actuales en el rea de electrnica, donde la eliminacin del calor es importante.

Este material es de inters como una alternativa no txica al berilio. Mtodos de

metalizacin estn disponibles para permitir AlN para ser utilizado en lugar de

almina y BeO para muchas aplicaciones electrnicas.

Propiedades qumicas tpicas de nitruro de aluminio disponible:a) la qumica N min = 33,6%, Al min = 65,4%. Purezas estn disponibles en 99%

(grado industrial) y el 99,8% (alto grado de pureza).

Nitruro de aluminio tpico de Propietario de Fsica:


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a) los cristales individuales, piezas sinterizadas, barras, objetivos, pellets, los

bigotes, los medios de molienda, los cereales secundarios de relleno y polvo fino

b) Los grnulos y polvo estn disponibles a partir de tan gruesa como de malla 60

(250 micras) y ms fino hacia un producto de 0,5 micras. La mejor calidad

comercial disponibles en lotes tonelaje tiene un tamao medio de partculas

aglomeradas de aproximadamente 1,8 micras.

c) Otros grados disponibles AlN estndar tienen un tamao de partcula D 50

micras de 3-6, 7-10, 11-15 y 14-23

Nitruro de aluminio fsicas constantes nominal:

Peso molecular (g / mol). 40.99

La densidad aparente (g/cm3) 3.260Sublimes @ ( C) 2450

Punto de fusin ( C) 3000 C (se descompone)

Punto de ebullicin ( C) sublima en 2200

Superficie especfica (m2 / g) 2,7 a 3,4

Conductividad Trmica Isintered) (W / mK) ~ 70-180

Mohs de dureza 20 C 5-7

pH 6.3

Peso especfico 3.26

Fase de cristal AlN una sola fase

Cristalografa hexagonal

Color gris

Aplicaciones de aluminio de nitruro tpicas:

1) Alta cermica conductor trmico, cermica translcida, Si-Al-ON compuestos,

materiales de alta temperatura, aditivos, disipadores de calor, mdulos de potenciay multichip, refractarios, armadura de cermica, aros de descanso, revestimientos,

aislantes, placas de calor por radiacin, dispositivos optoelectrnicos, compuestos

de matriz metlica, relleno conductor trmico, paquetes de circuitos integrados y

los sustratos.


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2) Para su uso en opto-electrnica, capas dielctricas en medios pticos de

almacenamiento, soportes electrnicos, las compaas de chips en una alta

conductividad trmica es las aplicaciones esenciales, militares, como un crisol de

hacer crecer cristales de arseniuro de galio, el acero y la fabricacin de

semiconductores.

3) crecimiento epitaxial de nitruro de pelcula delgada de aluminio cristalino

tambin se utiliza para los sensores de ondas acsticas superficiales (SAW)

depositados en obleas de silicio, debido a las propiedades piezoelctricas de la

ALN. Una aplicacin es un filtro de RF para telfonos mviles llamado una pelcula

delgada masa acstica del resonador (FBAR). Este es un dispositivo MEMS que

utiliza nitruro de aluminio entre dos capas de metal.

c) Si3N4

Preparacin

El silicio se calienta en una atmsfera del nitrgeno a las temperaturas de 1100-

1450 C en la presencia de un catalizador de hierro. La pureza del producto

depende de la pureza de los materiales de partida, de la cantidad de catalizador

usada, y del grado al cual se quita el catalizador. El otro proceso comercial es una

reaccin donde el tetracloruro del silicio o un silano reaccionan con amonaco

lquido a bajas temperaturas.

El compuesto del silicio se disuelve en un solvente aromtico tal como tolueno y la

imida de silicio se forma en el interfaz entre el amonaco lquido y la fase orgnica.

El silicio se separa y se convierte trmicamente al nitruro de silicio cristalino dando

por resultado un polvo de la pureza elevada.

El nitruro de silicio existe en dos modificaciones cristalogrficas hexagonales

sealadas como la a y las -fases. La fase es frecuente a altas temperaturas.

Las impurezas metlicas son negativas para las caractersticas termomecnicas

del Si3N4y en los polvos ms puros su concentracin total no excede de 100 ppm.

Los niveles de tolerancia para los metales varan, pero cualquier contaminante


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preferiblemente se debe dispersar homogneamente en el polvo que estar

presente en partculas discretas. Los lcalis y los metales que forman los cristales

que tienen un bajo punto de fusin son inaceptables porque pueden causar fallos

a las altas temperaturas.

El polvo Si3N4 se mezcla usualmente con la cantidad apropiada de aditivos de

Sinterizacin y de un ligante orgnico. Esta mezcla entonces experimenta una

amplia pulverizacin n extensa, generalmente molienda, usando a menudo medios

que muelen del nitruro de silicio. Los polvos para los usos ms crticos se hace

con frecuencia en ambientes completamente limpio.

La formacin de estos polvos a tamaos submicromtricos con componentes

complejos y su consiguiente consolidacin en una cermica densa de porosidad

idealmente cero es un desafo tecnolgico importante. Las piezas formadas

necesitan ser consolidadas inmediatamente porque el Si3N4requiere una molienda

de diamante lo cual encarece altamente el proceso. Adems, Si3N4 se disocia

cerca de las temperaturas tpicas de densificacin usadas en la fabricacin de la

cermica estructural y, por lo tanto, medidas especiales tienen que ser tomados

para preservar la integridad el material.

Con el prensado en caliente, el conformado y la densificacin ocurren en un solo

paso de proceso. Las temperaturas estn en la gama de 1650-1800 C y las

presiones aplicadas son a partir de la 30-40 MPa (4000-6000 PSI), dando por

resultado partes de alta calidad. Este mtodo se limita a las formas simples y los

volmenes bajos de la produccin, sin embargo, el proceso pueden tambin

impartir caractersticas anisotrpicas al material.


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NITRURO DE SILICIO (Si3N4). Los materiales cermicos con base de nitruro

tienen una combinacin muy til de propiedades mecnicas, resistencia al

impacto, y propiedades refractarias. El Si3N4, se disocia significativamente a

temperaturas por encima de los 1800C y, por consiguiente, no se puede sinterizar

directamente

Propiedades de algunos Cermicos de nitruro de silicio

12 a la 16-A31

Cermet:

Cermets modernas son las consecuencias de una evolucin de TiC-Ni cermets


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creado a principios de la dcada de 1950. Los cermets corte temprano ensayaron70% TiC, 12% Ni y 18% Mo2C, con una densidad de 6,08 g/cm3, una dureza, sualta resistencia mecnica y su baja conductividad trmica, estos eranespecialmente adecuados para el acabado de alta velocidad de las operacionesde torneado.

Actualmente, la mayora de los cermets son de base de carbonitruro de titanio(con posibles adiciones de Mo2C, WC, TaC, etc) y Ni-Mo aglutinante (con posiblesadiciones de Co, Al, etc.) La optimizacin de la fase dura y un control cuidadosode la composicin del aglutinante han dado deformacin. Las microestructurasresultantes son complejos, con una o ms fases duras con gradientes decompuestos (por ejemplo: ncleo de grano en carbonitruro de titanio y la llantaenriquecido con carburo de molibdeno).

En cuanto a los metales duros sinterizados, la produccin de cermet requiere un

gran control del proceso, desde la eleccin de las materias primas a lascondiciones de sinterizacin (y particularmente la atmsfera de sinterizacin).Propiedades de algunos grados se dan en la Tabla 9,1. Por ltimo, muyrecientemente, las tecnologas de recubrimiento discutidos en la seccin 9.2.5 sehan extendido a cermets.

Cermets han realizado muy bien en el mercado japons, lo que representaalrededor del 25% de todos los insertos indexables desechables. En Europa, serepresenta por el momento slo 3% a 4% y esta diferencia regional puede serexplicada por las siguientes razones:

1 - los esfuerzos para la sustitucin de carburo de tungsteno en el perodo 1950-1960 (el metal tenido una importancia estratgica en este momento) se aceler eldesarrollo de cermets en Japn;

2 - mquina herramientas que la tecnologa est muy avanzada en Japn: lasmquinas son ms potentes y ms rgidos;

3 - Desarrollo de los metales duros sinterizados recubiertos ha sido ms lento enJapn que en EE.UU. y Europa, los japoneses prefieren el cermet paraaplicaciones donde carburos recubiertos se adoptan en otros lugares.

Mientras que el cermet tiene una dureza similar a los metales duros sinterizados,estos son menos sensibles a la difusin y tienen una friccin y mejorcomportamiento de desgaste.

Ellos son capaces de mecanizado a velocidades ms altas taht los utilizados paralos metales duros sinterizados. Sobresalen en el acabado semi-torneado y fresadoy acabado de aceros y aceros inoxidables.


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Las deficiencias de las propiedades del material entre los aceros de alta velocidady metales duros sinterizados est constituido por los compuestos que consisten deuna dispersin de TiC o, les frecuencia, martensticos TiN (50% a 75%) en unamatriz de acero (con cromo, Ni-Cr, o maraging), que puede ser endurecidotrmicamente. Estos materiales, conocidos como Ferro-TiN, desarrollado para el

fresado y perforacin especial, tienen una dureza relativamente baja en el estadorecocido (35 a 50 HRC), que permite la fcil mecanizado de piezas en bruto enherramientas acabadas. Adems, las herramientas utilizadas pueden serrecocidas, volver a mecanizado y tratado trmicamente para recuperar su durezaprevisto (46 a 73 HRC).

Cermica

El mercado de la herramienta de corte de cermica es compartida, desigual, entrealmina (Al2O3)-y nitruro de silicio (Si3N4)-basados en cermica.

Basados en almina cermica

Herramientas de corte de almina sinterizada se utilizaron a partir de 1905 y lafecha de las primeras patentes de 1912, pero su desarrollo comercial slocomenz en 1954. Primeras herramientas de corte eran frgiles, debido a unadensificacin insuficiente (porosidad) y un tamao de grano demasiado grande.Las mejoras fueron llevados por prensado en caliente (1944-1945), o por laadicin de magnesia (que inhibe, entre otras cosas, el crecimiento de grano: 1948-1951) y, finalmente, por el uso de polvos submicrnico (1968-1970).

Almina pura no es muy difcil (k


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compresin y microgrietas, en su caso. Esto se traduce en una mejora de laresistencia global del material. Almino-zirconias se esencialmente utilizado parael corte interrumpido de fundicin de hierro y acero.

Desde 1955, la adicin de carburo de titanio (TiC) de almina se ha recomendado.

Ahora podemos encontrar en el mercado de Al2O3-TiN, Al2O3-Ti (C, N), lacermica y en particular de Al2O3-TiC con 60% a 70% de Al2O3, cermica conuna mayor dureza, la resistencia mecnica y la conductividad trmica encomparacin con la almina pura, y Por otra parte, tambin es ms difcil. Sufortalecimiento se puede hacer slo por prensado en caliente. Los campos deaplicacin son importantes en el mecanizado de fundicin de hierro templado,aceros templados y cementados y tambin terminar el mecanizado de fundicin.

En 1985, se demostr que la adicin de 25% a 30% de bigotes de carburo desilicio (SiC: dimetro = 1 Micrmetro, longitud = 5 a 20 micrmetros) de Al2O3-

ZrO2 y Al2O3 cermica-TiC ayudado a mejorar la mecnica resistencia, tenacidady la resistencia a los choques trmicos. Dos mecanismos se adelantaron paraexplicar este refuerzo: la deformacin (flexin / torsin) de grietas y eldescubrimiento de los bigotes. Debido a la gran diferencia en los coeficientes deexpansin trmica de Al2O3 (8.6.10exp-6 / C) y de SiC (4.7.10exp-6 / C), losbigotes estn en compresin axial, mientras que la matriz est en tensin axial.

Como grietas se propagan perpendicularmente a esfuerzos de traccin, estossern atrados por los bigotes y se propagar en paralelo o perpendicular acontinuacin. El mecanismo de desenterrar requiere bigotes, cuyo transversal

energa de ruptura es alto comparado con la energa bigotes matriz interfacial deruptura, de tal manera que la rotura tiene lugar esencial a lo largo de esta interfaz.La formacin de estos compuestos se puede hacer solamente por sinterizacin apresin o prensado isosttico en caliente. Estos se utilizaron para el mecanizadode superaleaciones base nquel, as como (en condiciones severas) de los acerosaleados y endurecido y templado de hierro fundido nodular. El problema planteadopor las barbas, sin embargo, su toxicidad: sus fibras cortas parecen presentar (o almenos se sospecha de presentar) riesgos similares a los mostrados por elamianto, debido a que es posible que tengamos que renunciar a ellos.

Nitruro de silicio- a base de cermicas

Como se indica en el captulo 7 dedicado a los no-xidos, nitruro de silicio tiene unbajo coeficiente de expansin trmica, lo que hace que sea menos vulnerable alos choques trmicos. No se puede densificar totalmente por sinterizacin en faseslida sin la aplicacin de presin, pero la adicin de Y2O3, MgO, ZrO2 o Al2O3permite la sinterizacin de fase lquida, lquido que se forma por reaccin entre el


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aditivo y la capa de slice siempre presente en la superficie de Si3N4 granos .Durante la sinterizacin, el polvo de alfa-Si3N4 (granos de 2 a 3 micrmetros) sedisuelven en la fase lquida y re-precipitado en forma de beta-Si3N4 granos,sinterizado por una fase amorfa, que debe ser cristalizado total o parcialmente porun enfriamiento lento o tratamiento trmico. Al actuar sobre el inicial alfa-Si3N4

polvo, en las condiciones de sinterizacin y sobre el contenido de fase lquida(complejo oxinitruro), que puede ayudar al crecimiento de beta-Si3N4 en forma deprismas alargados (bigotes con relacin longitud / dimetro mayor que 3) querefuerzan la estructura. Las herramientas de Si3N4, desarrollado en la dcada de1970, aparecieron comercialmente slo 10 aos ms tarde. Su principal rea deaplicacin es el desbastado (torneado o fresado) de hierro fundido. Debido a sureactividad con los aceros, stas no se pueden utilizar para el mecanizado deacero.

En la dcada de 1970, se descubri que el oxgeno puede ser sustituido por

nitrgeno en la red beta-Si3N4, con la condicin de aluminio sustituyendo enparalelo para sialones a fin de mantener la neutralidad elctrica de la red. Lasolucin slida obtenida, o sialon, est simbolizada por la frmula Si6-zAlzOzN6-zdonde la tenacidad, la resistencia mecnica y la resistencia a la disminucin de loschoques trmicos, tanto de modo que z se fija en menos que 2 para aplicacionesde corte.

Para beta-sialones, aditivos de sinterizacin tambin se utilizan, por ejemploY2O3. Durante la sinterizacin, la slice reacciona con la almina y el xido de itriopara formar una fase lquida que disuelve el nitruro de silicio, que re-precipita enforma de beta-sialones (granos equiaxiales o en forma de aguja-). Despus de lasinterizacin, la microestructura est compuesta de beta-sialones, alfa-sialn [Yx(Si, Al) 12 (O, N) 16 donde x


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diamante policristalino (PCD) y el nitruro de boro policristalino (PCBN). Larealizacin de las fechas de PCD de nuevo a la dcada de 1970 (y fue seguidopoco despus por PCBN) y es producido por Sinterizacin de polvo, sin adicin deaglutinante (o muy poco de aglutinante), a muy alta temperatura (1.500 C) y altaspresin (50-60 kbar). PCD y PCBN son isotrpicas y tienen mayor dureza y

resiste

A.T.C.2do parcial.

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