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Materiales, clasificación y características

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by

Juan Luis Polo

on 17 June 2013

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Transcript of Materiales, clasificación y características

MATERIALES
Cerámicos

Metálicos

Metales Férricos
Metales no Férricos
DE CONSTRUCCIÓN
Cementos
Yeso
Vidrio
Aceros de construcción
Otros materiales
Papel
Plásticos
Textiles y tejidos
Última generación
Su componente central es el hierro.
Obtención del
hierro
EL HORNO ALTO
ACERO
La parte superior se denomina tragante. Partes:
-Tolvas.Disponen de un dispositivo de apertura
y cierre que evita que se escapen los gases al cargar el
material.
-Cuba.En ella se produce el primer calentamiento y
se elimina la humedad del mineral y se calcina la caliza.
La zona más ancha de la parte central se denomina vientre
y en ella tiene lugar el proceso de fusión del hierro y de la
escoria.Y debajo de ella están las toberas, encargadas de in-
suflar el aire necesario para la combustión.
La parte inferior del horno se llama etalaje y en ella se de-
positan el hierro y la escoria fundidos. La extracción de la
escoria se lleva a cabo por la bigotera y la extracción del hierro fundido (arrabio) a través de la piquera.
Es una aleación de hierro y carbono
Fabricación de aceros
CONVERTIDOR DE BESSEMER Y THOMAS
gggf
CONVERTIDOR LD
Es un dispositivo que permite obtener acero por
soplado de oxígeno.Por eso también se le conoce
como horno de oxígeno básico.Se insufla oxígeno
a presión hasta la superficie del material fundido
por medio de una lanza refrigerada por agua.El
proceso de afino consta de tres fases:llenado,afino
y vaciado.
HORNO DE SIEMENS-MARTIN
Primer dispositivo que permitió la obtención de acero a
partir de chatarra.La carga del material se realiza por la parte superior del horno mediante dispositivos especiales.
El proceso de afino consiste en quemar el combustible pre-
calentado en el interior del horno hasta que alcanza los 1800 ºC. Cuando se estima que el contenido en carbono es
el adecuado,se añaden aleantes apropiados y se extrae la colada de acero.Los aceros obtenidos admiten la forja,el temple y la soldadura.
Tipos de
Cemento
- Cemento Portland
-Cemento natural
-Cemento siderúrgico
-Cemento puzolánico
-Cemento compuesto
-Cemento aluminoso
Proceso de fabricación
1º.- Obtención de la pasta
de papel
Cemento es cualquier producto que presente propiedades adhesivas y sea capaz de unir partes o piezas de un objeto o una construcción
El papel se obtiene a partir de la celulosa
de los árboles.
2º.- Proceso de fabricación:
Clasificación
Propiedades
-Tamizado.
-Prensado.
-Secado.
-Satinado.
Que es refinada y blanqueada
El convertidor de Bessemer consistía en un recipiente
metálico basculante de gran tamaño recubierto por ma-
terial refractario.El proceso de afino tenía tres fases:lle-
nado,soplado y vaciado.La modificación introducida por
Thomas consistió en incorporar un fundente de carácter
básico,la cal,que permitía eliminar el exceso de fósforo.
TIPOS DE PAPEL
Proceso de Obtención:
1.- Operaciones previas: incluye las operaciones de secado, molienda y dosificación
2.- Fabricación del clínquer: en el se producen una serie de fenómenos físicos y químicos para la obtencion de clínquer
3.- Molienda y acabado: el clínquer una vez enfriado sufre un proceso de molienda similar al que se emplea con las materias primas
Según su grosor:
-Cartón.
-Cartulina.
-Papel.
-Escritura.
-Alisado para impresión.
-´Satinado para impresión.
-Manila.
-Barba.
-Moneda.
-Fotografía
Se trata de uno de los aglomerados más conocidos y utilizados por los seres humanos
Dependiendo de la cantidad de cobre mineral que haya en su interior, se obtiene por: Vía húmeda(si no supera el 10%) Vía seca(si supera el 10%).
Características:

-Es dúctil y maleable.

-Gran conductor tanto de del calor como de la electicidad.

-Su oxídación se destaca por tomar un color verdoso.
Es el más abundante en la naturaleza. Pero no se encuentra en estado puro si no combinado con oxígeno y otros elementos. El método utilizado es el método Bayer.
Proceso de obtención
El cobre: un metal conductor
- Para obtener el yeso se tritura el mineral hasta conseguir el tamaño adecuado según el procedimiento de cocción al que vaya a someterse.
El aluminio: un metal ligero
Características:

-Es un material inoxidable.

-Buen conductor del calor y la electricidad, debido a esto último,es muy utilizado en cableado eléctrico.

-Maleable y dúctil,pero díficil de soldar.

-Tiene un color plateado y es blando.
Los plásticos son compuestos procedentes de sustancias naturales que han sufrido una transformación química
Clasificación de los plásticos:
El plomo: un metal pesado
De origen natural
-Celofán: a partir de la celulosa.
Inflamable.
-Celuloide: muy flexible en caliente y muy inflamable.
-Galaita: leche coagulada de animales.
Usada en gomas, fibras textiles, y objetos de uso doméstico.
-Gomas: a partir del caucho natural vulcanizado. Se clasifican en blandas y duras.
-Caucho sintético: como respuesta a la escasez de caucho natural, y son de mayor calidad que los que se fabrican a partir de caucho natural.
La obtención de este metal consta de cuatro fases que son: enriquecimiento, oxidación de los sulfuros, reducción del monóxido de Pb y afinado del plomo.
Características:

-Es de color grisáceo-blanco y es muy blando y maleable.

-Buen conductor térmico y eléctrico, pero es de fácil oxidación.

-Es resistente a la corrosión y puede formar compuestos solubles venenosos.
Clasificación
El estaño: un metal blando
Metal escaso en la corteza terrestre, se suele encontrar en minas. El mineral de estaño más utilizado es la casiterita
Características:

-Es caliente, frágil, quebradizo y de un color muy brillante.

-Es estable y resistente a temperatura ambiente; es maleable y blando

-Por debajo de una temperatura de -18º C, se descompone y se convierte en un polvo gris.
-Yeso negro y blanco
Sintéticos termoestables
- Escayola: el yeso de alta calidad
El cinc: un metal protector
Es el más conocido desde la antigüedad, pero hasta el s XVII, no se pudo obtener en estado puro. Al igual que el cobre, sus métodos de obtención son la vía seca y la vía humedad
-Resinas urea-formaldehído: color claro y no desprenden olor. Se usan en interruptores, clavijas y vasos.
-Resinas melamina: similares a los anteriores. Se usan en juguetes y cuberterías.
-Resinas fenólicas (baquelita): olor característico. Se usan en carcasasa de teléfonos o mangos, también se usan como barnices.
-Resinas epoxídicas: resistentes, aislantes y fáciles de mecanizar. En pegamentos.
-Resinas poliéster: incoloras, y resistentes. Fabricación de cubiertas.
-Poliuretanos: baja densidad. Se emplean en la fabricación de esponjas y gomaespuma.
Características:

-Color blanco azulado, brillante y frágil a temperaturas bajas; es blando.

-En aire seco es resistente a la oxidación y corrosión, pero en aire húmedos se oxida con facilidad.

-Es el metal con mayor coeficiente de dilatación térmica.

-Entre 100º-150º C, es muy maleable.
El níquel: un metal inoxidable
Termoplásticos
Fue descubierto, aisladamente, en el año 1751 y tuvo su mayor aprovechamiento industrial en el s. XIX.
-Cloruro de polivinilo (PVC) incoloro y transparente y resiste ácidos, duro y frágil. Se emplea para fabricar carcasas, aislantes, tuberías...
-Poliestireno: incoloro, duro y frágil, y buen aislante eléctrico. Se usa en aislantes, bombillas,...
-Polietileno: muy parecido al anterior. Se emplea como aislante eléctrico.
-Polimetacrilato: transparente, resistente, duro y deformable. Se usa como sustituto del vidrio.
-Poliamidas: nailon y perlón.
-Elastómeros: caucho sistético y policloropreno.
Características:

-Tiene un color plateado y brillante, es fácil de pulir.

-Es magnético(como si estuviera compuesto de hierro)

-Es resistente a la oxidación y corrsión; solo es soluble en ácido nítrico diluido.
Es un mineral que se obtiene mediante la fusión de diferentes componentes
El cromo: un metal duro
Componentes
Fue descubierto en Siberia en 1797 y se obtiene de un compuesto de hierro y cromo (cromita). Su método de obtención es el siguiente:

-Reducción de la cromita por tostación
-Obtención de un hierro ferrocromo
-Afíno electrolítico
Otros
componentes
Arena
caliza y sosa
Características:

-Es de color blanco brillante, es duro, frágil y con gran acritud.

-Resistenten a oxidación y corrosión.
El volframio: un metal infusible
Fue aislado por primera vez por españoles. Para su obtención se hace una fusión con carbonato de sódio, después se trata con ácido clorhídrico y para finalizar se reduce el oxígeno con hidrógeno.
Moldeado
Características:

-Color gris acerado, es muy duro y pesado.

-Es buen conductor sólo de la electricidad.

-Es dúctil pero dificil de mecanizar.
Por compresión
El mercurio: un metal líquido
Por inyección
Se obtenía ya desde el S. IV a.C . Su principal mena es el cinabrio. Su proceso de obtención es el siguiente:

1º- Tostación
2º-Se volatiliza y se condensa recogiéndose el mercurio líquido.
Por extrusión
Características:

-Color plateado brillante, densidad alta y buen conductor de la electricidad.

-Disuelve al resto de metales menos a : hierro, níquel, volframio y molibdeno.
El titanio: un metal resistente
Fue descubierto en 1791. Se encuentra en abundancia en la naturaleza debido a que es uno de los componentes de las rocas de origen volcánico. Su método de obtención, es el método Kroll.
Por soplado
Comformación al vacío
Características:

-Es blanco, plateado, brillante, ligero y resistente a oxidación y corrosión.

-Sus propiedades son superiores a las del acero, y las conserva hasta los 400º C
El magnesio: un metal ultraligero
Fibras naturales
Algodón
Se aisló por primera vez en 1808. Los principales minerales del magnesio son: carnalita, dolomita y magnesita. Existen dos métodos de obtención:

-Tratamiento térmico
-Electrolisis
Lino
Seda
Características:

-Color blanco brillante, ligero y blando, es muy resistente.

-Es maleable y poco dúctil; con el tiempo se corroe.

-En estado líquido o polvo, es muy inflamable.
Fibras artificiales: se obtienen
por procedimientos mecánicos
a partir de las naturales.
Fibras sintéticas: por síntesis química
de las fibras artificiales.
Tipos de tejidos
-Fieltro: sus fibras no sihuen una orientación.
-Mallas: hilos entrelazados, anudados y retorcidos.
-Género de punto: hilo continuo que se entrelaza.
-Tafetán.
-Sarga.
-Raso.
Son muy duros y presentan gran resistencia mecánica, de rozamiento, desgaste.
Soportan altas temperaturas.
Químicamente estables, resistentes a la corrosión.
Tipos de vidrios
Cualidades eléctricas útiles para la fabricación de aislantes eléctricos o de imanes.
Vidrio hueco
Según su microestructura.
Se utiliza para fabricar
recipiente como vasos, botellas
y frascos
Cerámicos cristalinos.
Se obtienen a partir de sílice fundida. El proceso de fusión como es de solidificación es lenta, lo que permite a los átomos ordenarse en cristales regulares.
Cerámicos no cristalinos.
Se obtienen también a partir de sílice fundida, pero en este caso el proceso de enfriamiento es rápido, por lo que el sólido es amorfo.
Se suele fabricar por
el método de soplado
Vitrocerámicos.
Se fabrican a partir de silicatos de aluminio, litio y magnesio con un proceso de enfriamiento también rápido. Químicamente, son similares a los vidrios, pero con microcristales.
Vidrio plano
Se utiliza para fabricar vidrios de ventanas y espejos
El método para su obtención más empleado es la flotación
Como materiales de construcción
Vidrio colado
Se presenta en forma de láminas de
diferente grosor y texturas.

se obtiene por dos métodos

Método de colada
Método de laminación
Piedra para la construcción
Se emplean en suelos, planchas de mesa y vidrios coloreados
Vidrio prensado
Su obtención es similar al de cualquier
materia prima.
se emplea para artículos en serie con
gruesas paredes como ladrillos, vidrieras
u objetos de decoración
Rocas ígneas.
Fibra de vidrio

Rocas ígneas de estructura cristalina, tales como el granito.


Rocas ígneas de estructura vítrea, tales como la pumita.
Se consigue mediante la extrusión de la masa de vidrio a través de unas boquillas o hileras
Se utiliza para estructuras y cascos de veleros, tablas de surf, esculturas y para los cables de fibra óptica
Se han formado por el enfriamiento del magma en el interior de la tierra. En función de la velocidad de enfriamiento, nos encontramos con:
Rocas sedimentarias.
Están constituidas por sedimentos
Rocas silíceas.
Es la arenisca


Rocas calizas.
Son la calcita y el yeso.


Rocas arcillosas.
Es el caolín.
Materiales metálicos
Rocas metamórficas
Se producen por transformaciones debidas a grandes presiones y temperaturas. Las más conocidas son:
Fundición:
(hierro con
carbono)
La pizarra.


El mármol.
Acero moldeado:
(se utiliza en sustitución
de la fundición)
Acero laminado:
(es el material férrico más
empleado en la actualidad)
Arcillas y derivados
Son químicamente inertes. Cuando están embebidos en agua, son muy plásticos y, cuando elimina el agua, pierden dicha plasticidad y se vuelven duros y frágiles.
El proceso de obtención de estos materiales pasa siempre por las mis mas fases: Las principales fases son:Preparación de las materias primas.Moldeado.Secado.Cocción.Almacenaje.
Productos comerciales cerámicos
Ladrillos y tejas.
Se usan para la construcción de muros y para el revestimientos de tejados.
Azulejos y pavimentos cerámicos.
Se usan en decoración
Porcelana y loza. Es usado en el ámbito doméstico.
Materiales refractarios. Compuestos por arcillas refractarias, se usan en el revestimiento de hornos.
Madera
Clasificación
Según su grado de humedad:
Maderas verdes: poseen un grado de humedad de hasta 33%. No pueden ser utilizadas
Maderas secadas de forma natural: humedad de hasta un 12%
Maderas secas: un grado de humedad de hasta un 3%
Según su dureza:
Maderas blandas: madera de pino, abeto, cedro, secoya...
Maderas duras: Madera de árboles de hoja caduca, como la caoba.
Según su estructura:
El duramen, es la parte más interna.
La albura, corresponde a la zona de crecimiento, y se pueden apreciar anillos.
Proceso de obtención
Tala de árboles.
Separación de ramas y hojas.
Transporte a los aserraderos.
Troceado y despiece.
Secado.
Derivados de la madera
Contrachapado. Está formada por un número impar de capas finas superpuestas y giradas 90º cada una respecto de la anterio, y pegadas a presión.



Aglomerado. Se hace con restos triturados de madera que se mezclan con cola y se prensan.



Conglomerado o tablero de fibras DM. Se fabrica pegando madera muy triturada, dotando al aspecto final de cierta semejanza con el cartón.
Nanomateriales. Poseen un tamaño de entre 1 y 100 nm. Es, por ejemplo, el grafeno.
Materiales inteligentes.
Biomateriales y biomiméticos. Buscan replicar o mimetizar los procesos y materiales biológicos.
Cemento biológico, para combatir la osteoporósis.
Aleaciones para reemplazar meniscos dañados.
Materiales electroactivos y magnetoactivos. Reaccionan frente a cambios eléctricos o magnéticos.
Polímero electroactivo usado para poder mover un párpado.
Materiales fosforecentes.
Fotoactivos. Se producen cambios como consecuencia de la condición de la luz.
Materiales con memoria. Son capaces de recordar su forma y volver a ella.
Vista microscópica de una aleación ferromagnética.
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