Kategorien: Alle

von Gerard Puche Bonjorn Vor 1 Jahr

74

Materials

La información detalla las propiedades y aplicaciones de diversos materiales, haciendo hincapié en sus características electromagnéticas, térmicas y mecánicas. Los materiales se clasifican según su resistividad eléctrica en conductores, aislantes y semiconductores, y se describen sus propiedades magnéticas como paramagnéticos, ferromagnéticos y diamagnéticos.

Materials

Materials

Metalls no fèrrics

Níquel (Ni)

Com a metall pur s'utilitza en la fabricació d'instrumental quirúrgic i de laboratori. En forma de revestiment electrolític, niquelat, dona protecció i un acabat brillant i atractiu.

Metall de color blanc molt brillant, molt resistent a la corrosió. Molt mal·leable resistent a la tracció i al desgast.

Zinc (Zn)

S'utilitza en forma de làmines com a revestiment de dipòsits i en la galvanització de peces d'acer (zincat). Antigament, s'utilitzava en alguns països com a revestiment de teulades.

Metall amb una bona resistència a la corrosió a l'aigua i a l'aire.

Estany (Sn)

Revestiment de làmines fines d'acer (llauna), utilitzada en la fabricació d'envasos. Els aliatges d'estany i plom són utilitzats per la soldadura tova en fontaneria i en la indústria electrònica.

Metall de color blanc blavós i brillant, molt tou, dúctil i mal·leable, resistent a la corrosió.

Plom (Pb)

Pantalla en enfront dels raigs X i g (en centrals nuclears).

Reduir sorolls, vibracions i com a element antifricció

Revestiment de dipòsits d'àcid sulfúric

Com tots els metalls pesants és molt tòxic.

És resistent a la corrosió tret de l'aigua destil·lada (pluja) i a l'àcid nítric.

Molt baix punt de fusió

Poc tenaç

Molt tou, pesant, mal·leable

Metall gris blavós

Titani (Ti)

Aeronàutiques, aeroespacials, navals, de petrolera i pròtesis quirúrgiques implants dentals.

Els aliatges de titani són fàcils de mecanitzar i admeten tractaments tèrmics.

És un element abundant però de difícil obtenció, per la qual cosa és molt car.

Molt resistent a la corrosió

Molt resistent als esforços mecànics.

Metall bastant lleuger

Alumini (Al)

Es la base dels aliatges lleugers.

Fàcil emmotllament, permet processos de transformació per trefilar, laminat, extrusionat i injecció.

Estris de cuina, envasos i embolcalls per productes alimentaris.

Intercanviadors de calor.

Conductors elèctrics.

Els aliatges d'alumini s'anomenen aliatges lleugers.

Fon a baixa temperatura

Resistent a la corrosió atmosfèrica i a l'aigua, fa una petita capa d'òxid que actua com autoprotecció.

Dúctil i mal·leable

Bon conductor elèctric i tèrmic.

Molt lleuger, de color blanc.

Coure(Cu)
Els aliatges de coure poden ser Llautons (courei zinc) i Bronzes (coure i estany)
Aplicacions

Estris de cuina i ornamentals.

Canonades per instal·lacions d'aigua i gas.

Conductors elèctrics.

Presenta acritud.

Resistent a la corrosió produïda per l'aire, l'aigua i molts productes químics.

Permet ser conformat en fred a base de cops.

Molt bon conductor tèrmic i elèctric.

És de color vermellós, dúctil i mal·leable.

Es troba en estat pur a la natura.

Propietats

Electromagnètiques
Magnetisme

Ferromagnètics

Diamagnètic

Paramagnètics

Resistivitat elèctrica

Conductors (baixa resistència)

Aïllants (alta resistència)

Semiconductors (resistivitat afectada per fenòmens: llum, temperatura, pressió, etc.)

Tèrmiques
Temperatures de fusió, solidificació i ebullició.
Calor específic
Dilatació
Conductivitat tèrmica
Mecàniques
sotmès a esforç (estirar, deformar, impactar...)

Plasticitat

Mal·leabilitat

Ductilitat

Tenacitat

Resistència

Cisallament

Torsió

Flexió

Compresió

Metal·lúrgica i Siderúrgia

La siderúrgia és la part de la metal·lúrgia dedicada a l'obtenció del ferro i els seus derivats.
L'obtenció del ferro és s'acostumava a fer en forns amb carbó vegetal. Actualment s'utilitza l'Alt Forn.
Aliatges Ferro-Carboni

1,7 a 6,67% de carboni: Foses

0,1 a 1,7% de carboni: Acers

Ferro pur

Inconvenients: s'oxida fàcilment.

Propietats: dúctil i mal·leable, bon conductor elèctric i magnètic.

Densitat: 7,87 g/cm3

Color: blanc grisós.

Punt de fusió: 1539 ºC.

Minerals de ferro

pirita

siderita

hematites

magnetita

Característiques

La gran utilitat del ferro es deguda a la seva resistència i el seu baix cost.

El 90% dels materials empleats per la indústria són aliatges de ferro.

S'acostuma a aplicar el nom de ferro a molts materials formats a base de ferro i altres elements.

El ferro pur té poca utilitat per la indústria.

La metal·lúrgia és el conjunt de processos per l'obtenció de metalls.
Aliatges

Un aliatge és la combinació d'un metall amb altres elements químics metàl·lics o no-metàl·lics. Els aliatges tenen característiques pròpies dels metalls i diferents dels metalls que el formen.

La primera matèria natural són els minerals. Per separar el metall d'aquests fem servir processos físic i químics.

Enriquiment

és el procés destinat a separar al màxim la mena de la ganga.

Riquesa

percentatge de mena que conté un mineral.

Ganga

és la part del mineral que conté impureses o elements no desitjats

Mena

és la part del mineral que conté el metall buscat.

Assajos

No destructius
Tot i no haver-los treballat mencionar els assajos d'aquest tipus.

Ultrasons

Raigs Gamma

Raigs X

Magèntics

Destructius
Impacte

Explicació: El martell a la posició més elevada té una energia potencial que es pot mesurar a partir de la massa del martell m, de la longitud L del seu braç, i de l’angle de l’agulla σ. Just abans de trencar-se l’energia potencial s’ha transformat en energia cinètica. En trencar-se, absorbeix una part d’aquesta energia, i la resta de l’energia es va transformant en energia potencial quan el martell va pujant fins a un angle β.

Fórmules Importants

La tenacitat és la capacitat de resistència al xoc.

La resiliència que és l’energia necessària per trencar una material amb un sol cop, es pot calcular com: K=E/A E és l’energia consumida en J A és la secció de trencament de la proveta en mm²

L*cos β =h L*cos σ =h’

E = mgL (cos β - cosσ )= mgh’ - mgh

E consumida= Ep final – Ep inicial

-L’assaig d’impacte es fa amb un martell de Charpy.

Duresa

És la resistència o oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per una altre material. (escala Mohs, 1. Talc,... 10. Diamant).

Un altre assaig utilitzat és la duresa Brinell HBW: XX HBW (D/C/t)

Exemple: 187 HBW 5/750/20

t: temps que ha durat l’aplicació de la càrrega en s.

C: 0,012*F (F és la càrrega aplicada en N) 0,012 = 1/9,806 és una constant

D:diàmetre del penetrador (mm)

XX: grau de duresa Brinell, XX=0,012*F/A, A és la superfície de la marca.

La mesura de la duresa amb un duròmetre professional amb una mostra d’acer i escara Rockwell C, utilitzarà una punta de diamant i una càrrega equivalent a 150kg, l’instrument dona directament el valor de la duresa.

Tracció

Consisteix en estirar una peça lentament fins que es trenqui, mesurant la força aplicada, en N, i l’allargament en mm.

El pendent de la recta tensió-deformació a la zona elàstica s’anomena mòdul de Young o mòdul d’elasticitat, E: mòdul de Young, E=σ/ Ɛ en Pa

Deformació =Ɛ Δl/lo

Tensió o esforç unitari σ=F/Ao en Pa