Materiales cerámicos y polímeros en la industria

Por qué las matrices poliméricas son las más utilizadas

¿Qué requisitos debería cumplir un polímero para ser utilizado como fibra? Los factores por los que son las más utilizadas son: Económicos, bajo peso y fácil formado. ¿Cuáles? Los termofijos. Son rígidos (alto grado de entrecruzamiento), no permiten ciclos de calentamiento y enfriamiento, térmicamente estables y con menor número de huecos (baja permeabilidad) Para poder actuar como fibra deben poder estirarse y volver a su forma, por tanto deben permitir ciclos de calentamiento y enfriamiento. Estos polímeros son los termoplásticos

Dureza

su elevada dureza proviene de su enlace ionico-covalente, ya que no tiene electrones deslocalizados. El mismo enlace iónico-covalente hace que haya menos planos de deslizamiento en los materiales cerámicos

Fragilidad

los materiales cerámicos son frágiles ya que al aplicarles una fuerza sus iones quedan enfrentados, provocando la rotura del enlace y limitando su número de aplicaciones. La fragilidad se intensifica con la presencia de imperfecciones. Su porosidad también ayuda a elevar esta fragilidad. Complejidad estructura cristalina

Rigidez

el enlace iónico-covalente tiene mucha energía, lo que hace que los materiales cerámicos sean muy rígidos y tengan poca capacidad de absorber esfuerzos

Resistencia a compresión y tracción

es más resistente a compresión porque un esfuerzo de tracción magnifica una posible grieta, por lo que el material puede romperse antes

Aislantes térmicos y eléctricos

los materiales cerámicos son buenos aislantes eléctricos debido a que tienen una alta resistencia dieléctrica y una baja constante dieléctrica, mientras que son buenos aislantes térmicos ya que entre la banda de covalencia y la banda de conducción hay una diferencia de energía demasiado grande como para que se exciten los electrones hacia la banda de conducción

Estabilidad química

la estructura atómica de los materiales cerámicos hace que tengan mucha estabilidad química ya que sus enlaces son muy estables y permiten poca reactancia

Alta temperatura de fusión

esto se debe a su elevado punto de fusión (superior al de todos los metales menos al Wolframio), su bajo coeficiente de dilatación que los hace resistentes a los choques térmicos y su baja conductividad térmica anteriormente explicada.

Fatiga estática

tienen poca resistencia a la fatiga estática por su elevada fragilidad. Pueden sufrir fractura retardada y fallar súbitamente.

Nanotubos

disposición hexagonal, como si cogiéramos una lámina de grafito y la enrollásemos. Tenemos dos paredes, simples o múltiples o incluso cerrados por las propiedades dependerán mucho de su estructura. Si dos de los lados del hexágono son paralelos al eje longitudinal tendremos una disposición en zig-zag. Si dos de los lados del hexágono son perpendiculares al eje longitudinal será una disposición de sillón y si los lados están girados con un ángulo respecto al eje longitudinal tendremos una configuración longitudinal. Todavía no está definido si son o no tóxicos

Diamante

tenemos carbono unido a 4 átomos de carbono a través de enlaces covalentes, lo que explica su elevada dureza y su elevada conductividad térmica. Baja conductividad eléctrica y fragilidad. Aplicaciones para herramientas de corte, joyería. La mayoría que se usan son diamantes sintéticos por su menor precio

Carbono

el carbono aparece en cadenas con forma unidimensional.Dentro de esas cadenas para conseguir el carácter unidimensional lo que tenemos son carbonos unidos a través de doble enlace o enlace sencillo alternando con enlace triple. Todavía no se ha conseguido aislar, se prepara en el interior de nanotubos de carbono. Se estima que tendrá resistencia y dureza superior al grafeno y diamante