Conductividad térmica La conductividad térmica es una propiedad física que describe la capacidad de un material de transferir calor por conducción, esto es, por contacto directo y sin intercambio de materia. Es una magnitud intensiva que no depende de la cantidad de materia. La propiedad inversa es la resistividad térmica. La energía térmica siempre fluye de forma espontánea de mayor a menor concentración, esto es, de caliente a frío. Esto implica que la transmisión de calor por conducción se da de un cuerpo a otro que está a menor temperatura o entre zonas de un mismo material pero con temperatura diferente.
Descripción y características Las partículas que forman un objeto, como sus moléculas, con alta energía térmica se mueven más rápido que las de un objeto con menor energía térmica, en otras palabras, cuánto más caliente está un objeto más energía cinética tienen los átomos y moléculas que lo forman.
Conductividades térmicas de los materiales La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. El coeficiente de conductividad térmica (λ) caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. Es una propiedad intrínseca de cada material que varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K para poder comparar unos elementos con otros. Cuando el elemento no es homogéneo, pero su heterogeneidad se distribuye uniformemente, como por ejemplo, un muro de ladrillo con juntas de mortero, se obtiene en laboratorio un λ
útil, media ponderada de los coeficientes de cada material.
Refractariedad Material
refractario El término refractario se refiere a la propiedad de ciertos materiales de resistir altas temperaturas sin descomponerse. No hay una frontera clara entre los materiales refractarios y los que no lo son, pero una de las características habituales que se pide a un material para considerarlo como tal, es que pueda soportar temperaturas de más de 1600 °C sin ablandarse. Los materiales refractarios deben mantener su resistencia y estructura a altas temperaturas. Dependiendo de la operación, estos materiales deben resistir los choques térmicos, ser químicamente inertes, presentar una baja conductividad térmica y un bajo coeficiente de dilatación. Suelen utilizarse para hacer crisoles y recubrimientos de hornos e incineradoras. Restauración del revestimiento interior de un horno con ladrillo refractari
Clasificación
Materi ales refr actari os ácidos
Los refractarios ácidos son producidos a base de sílice en sus distintas formas como cuarzo, cuarcita o arena. Materi ales refr actari os neutros
Son los más comunes y se usan en todo tipo de industrias. Son estables químicamente ante ácidos y bases. Son producidos a base de bauxita o chamote. Tienen SiO2 y Al2O3. son igual de resistentes Materi ales refr actari os básic os
Son usados para operaciones en contacto con atmósferas básicas, ya que son estables con materiales alcalinos, pero podrían reaccionar con ácidos. La magnesita (MgO) y la dolomita son ejemplos comunes de este tipo de materiales.
Estructura de los materiales refractarios Los óxidos de aluminio (alúmina), de silicio (sílice) y magnesio (óxido de magnesio) son los materiales refractarios más importantes. Otro óxido que se encuentra generalmente en materiales refractarios es el óxido de calcio (cal). El dióxido de circonio (circonita) se utiliza cuando hay que soportar temperaturas extremadamente elevadas. El carburo de silicio y el carbono son materiales refractarios de gran resistencia a altas temperaturas pero arden en presencia de oxígeno si desaparece su protección de dióxido de silicio. . xidos simples Magnesia ( MgO ) Circonia ( ZrO2 ) Cal ( CaO ) Alúmina ( Al2O3 ) Óxido de Titanio (TiO2) Sílice (SiO2 )
xidos compuestos Cromita (Cr2O3.FeO )) Espinela (MgO. Al2O3)) Cromo-Magnesia (Cr2O3.MgO)) Forsterita (2MgO. SiO2 )) Mullita (3 Al2O3.2 SiO2)
xidos simples
Sílice (SiO2)
Otros compuestos: Grafito (C) Circón (ZrSiO4) Carburos (SiC,ZrC) Boruros (CrB, ZrB) Nitruros (Si3N4, BN)
xidos compuestos Silicato Bicalcico (2CaO. SiO2) Forsterita (2MgO. SiO2) Silicato Magnesico (SiO2.MgO) Wollastonita (CaO. SiO2) Serpentina (3MgO. 2SiO2) Mayenita (12CaO.7Al2O3) Ferrita Dicalcica(2CaO.Fe2O3)
Solicitaciones más comunes a los materiales refractarios Térmicas
Mecánicas Químicas: Compresión. Temperaturas elevadas. tracción. Abrasión. Choque térmico. flexión. Erosión Vibración.
