Universidad Nacional de Colombia. Ríos. Práctica de laboratorio #3.
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Informe de laboratorio: Cerámicos Ríos Góme! "ann Nicolás. $nrios%&'(nal.ed(.co Universidad Nacional de Colombia Resumen — En este este info inform rme e de labo labora rato tori rio o se
muestran y analizan los resultados de la práctica de cerámicos, la cual tuvo como objetivo observar los efectos del secado y curado en las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos. Índice de Términos— Cerámico Cerámico,, secado, secado, curado, curado,
flexión.
I.INTRODUCCIÓN Los Los mate materi rial ales es cerá cerámi mico cos s tien tienen en impo import rtan ante tes s características como: resistencia y dureza a alta temperatura, baja conductividad elctrica y trmica, iner inerte tes s a los los prod produc ucto tos s !uím !uímic icos os y pres presen enta tan n resistencia al des"aste y a la corrosión. La amplia variedad de aplicaciones para estos materiales se obser observa va en eleme elemento ntos s comun comunes es como como vajill vajillas as,, aislantes elctricos, bujías, y rodamientos de bolas.
III.
MARCO TEORICO
&no de los materiales más ampliamente utilizados es la arcilla. 'e encuentra de forma natural en "ran abundancia, y a menudo se utiliza extraído de la mina sin nin"(n nin"(n aumento en su "rado de calidad. calidad. #tra razón de su popularidad es la facilidad con !ue los productos de la arcilla pueden conf confor orma mars rse e) cuan cuando do el a"ua a"ua y la arcil rcilla la se mezclan en las proporciones adecuadas se forma una masa plástica !ue puede moldearse fácilmen fácilmente. te. La pieza pieza conforma conformada da lue"o lue"o se seca para eliminar parte de la *umedad y es cocida a temp tempe eratu ratura ras s elevad vadas para aumen mentar su resistencia mecánica.
Los Los prod produc ucto tos s basa basado dos s en arci arcill llas as se pued pueden en clasif clasifica icarr en dos dos "ran "rande des s clase clases: s: los produ producto ctos s estructurales de arcilla y las porcelanas. +demás de la arcilla, muc*os de estos productos productos tambin tambin contien contienen en in"redi in"rediente entes s no plástico plásticos, s, los cuales cuales influye influyen n en los cambios cambios !ue tienen lu"ar En este este info inform rme e de labo labora rato tori rio o se desc descri ribe ben n al"u al"una nas s tcn tcnic icas as exis existe tent ntes es para para proce rocesa sar r durante los procesos de secado y de cocción. cerámicos !ue fueron aplicadas en la práctica, con Las Las arcill arcillas as son alumi alumino nosil silica icatos tos,, forma formado dos s por por el fin de evaluar su efecto sobre las propiedades al(min al( mina a +l-# +l -#/ / y sílice síl ice 'i#-/ 'i #-/, , !ue !u e cont co ntien ienen en mecánica mecánicas s del material material.. Los mtodos mtodos emplead empleados os a"ua a"ua enlazad enlazada a !uímica !uímicament mente. e. 'e"(n 'e"(n el tipo de en los materiales cerámicos consisten en triturar la arcilla se tienen tienen distinta distintas s caracterí característic sticas as físicas, físicas, materi materia a prima prima,, darle darle forma forma median mediante te diver diverso sos s arcilla composiciones y estructuras !uímicas. medios, para lue"o realizar secado y cocción. 0ormalmente incluyen compuestos como óxidos de bario, calcio, sodio, potasio y *ierro, y tambin al"o de mate materi ria a or"á or"áni nica ca !ue !ue se pres presen enta ta como como II. OBJETIVOS impu impure reza zas. s. Las Las estr estruc uctu tura ras s cris crista tali lina nas s de los los #bservar y analizar los efectos del secado y minerales de arcilla son relativamente complicadas, curado en una mezcla de arcilla y arena. sin emba embar"o r"o,, una una caract caracterí erísti stica ca com(n com(n es una una #bservar los resultados del porcentaje de estructura en capas. Los minerales de arcilla !ue contracción y prdida de peso, despus de presen presentan tan mayor mayor inter inters s tiene tienen n la deno denomin minad ada a secado, curado y absorción de a"ua para estruc estructu tura ra de la caolin caolinita ita:: 1+l- 1+l-'i'i-#2 #2/# /#3/4 3/45. 5. las probetas. Cuando se a6ade a"ua a la arcilla, las molculas $eal $ealiz izar ar y obse observ rvar ar los los resu result ltad ados os de de a"ua a"ua enca encajan jan entre las capas capas y forman forman una pelíc película ula del"a del"ada da alred alreded edor or de las partí partícu culas las de ensayos de esfuerzo a rotura a flexión para arcilla. arcil la. Las partículas partíc ulas son así libres de moverse mov erse las probetas. unas respecto a otras, lo cual explica la plasticidad %lantear elaciones entre las propiedades en resultante de la mezcla arcilla7a"ua. función del contenido de arena. •
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En "eneral, los materiales cerámicos usados en in"eniería pueden clasificarse en dos "rupos: materiales cerámicos tradicionales y materiales de in"eniería. 0ormalmente los materiales cerámicos tradicionales están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice y feldespato. Ejemplos de cerámicos tradicionales son los ladrillos.
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temperatura elevada en un ambiente controlado. 8urante la cocción ocurre cierta contracción. La cocción proporciona a la pieza de cerámico su resistencia y dureza. Este mejoramiento de las propiedades se debe a: el desarrollo de una fuerte unión entre las partículas complejas de óxido en el cerámico la porosidad reducida. •
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Las materias primas extraídas de la mina tienen !ue pasar normalmente por una operación de molienda para reducir el tama6o de partícula) se realiza un tamizado u otro proceso para producir un polvo !ue ten"a el tama6o de partícula deseado. En el caso de sistemas de varios componentes, los polvos deben ser mezclados perfectamente con a"ua e in"redientes como arena. La pieza conformada debe tener suficiente resistencia mecánica para permanecer intacta durante el proceso de secado y cocción.
Las temperaturas de cocción oscilan entre 9 y ;4=, y se *omo"eneizo, ase"urándose velocidad de difusión, la superficie se secará y de obtener una mezcla uniforme y sin "rumos. enco"erá más rápidamente !ue la parte interior, con una alta probabilidad de formación de defectos. La velocidad de evaporación superficial debe ser, por lo menos, i"ual a la velocidad de difusión del a"ua) la velocidad de evaporación puede ser controlada mediante la temperatura, *umedad y velocidad del flujo de aire. Efectos del curado en la mezcla de arcilla y arena: La cocción o !uemado tambin conocida como sinterización/ consiste en calentar la mezcla a una
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%ara el proceso de prensado en verde se depositó la mezcla *omo"eneizada en un molde cilíndrico de 4,; mm de diámetro y ;,4 mm de altura, y se sometió a una presión de, con una prensa manual.
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V.
RESULTADOS
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VIII. RE,ERENCIAS
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