Materials Ceràmics i Polímers: Propietats, Classificació i Processos d'Elaboració

Ceràmics: Composició, Propietats i Aplicacions

S'obtenen per la combinació d'elements metàl·lics i no metàl·lics (mitjançant enllaç iònic).

Propietats generals

• Avantatges: Lleugers, durs, rígids, resistents a la calor i a la corrosió.
• Inconvenients: Feble resistència mecànica i fràgils.

Aplicacions

Fabricació d'imants, semiconductors, circuits integrats, motors d'alta temperatura i coets.

Classificació dels Ceràmics

• Argiles: Barrejades amb aigua es deformen. Es troben a la natura en pols o sòlid.
• Ciment: De pòrtland, guix i calç. Barrejats amb aigua formen una massa plàstica que s'endureix per reacció química. Amb sorra forma morter, i sorra amb grava forma formigó.
• Refractaris: Formats principalment per alúmina, silici i magnesi. Usats en forns industrials i turbines de gas.
• Vidre: Fusió de silici amb òxids. Presenta gran viscositat, transparència, fragilitat i duresa.

  Obtenció del Vidre

  La massa es posa al forn i s'escalfa fins que fon. Es pot sotmetre a dos processos:

  1. Recuita: S'escalfa a temperatura inferior a la fusió i es refreda lentament.
  2. Tremp: S'escalfa abans de la fusió i es refreda ràpidament.
• Abrasius: Usats per polir i esmolar, ja que són resistents al desgast, tenaços i aguanten altes temperatures.

Polímers: Estructura i Tipus

Es componen d'enllaços químics de nombroses unitats anomenades monòmers (la unitat bàsica repetitiva de l'estructura del polímer). La major part dels polímers es basen en els hidrocarburs.

Classificació dels Polímers

Segons la naturalesa

• Naturals
• Artificials
• Sintètics

Segons l'estructura interna

• Termoplàstics: Es deformen amb la calor. Són plàstics i dúctils, d'estructura amorfa i reciclables.
• Termoestables: Processats amb pressió i calor. Són resistents a l'impacte i a les altes temperatures, però trencadissos.
• Elastòmers: Elàstics. No suporten bé la calor i es deformen fàcilment.

Elaboració i Conformació del Plàstic

1. Obtenció del Plàstic (Polimerització)

Procés d'obtenció a partir de matèries primeres, dividit en:

• Poliaddició: Els monòmers s'uneixen entre ells formant una cadena fins a crear una molècula gegant (polímer).
• Policondensació: Productes químics que no poden formar polímers individualment, però que reaccionen químicament entre ells. En aquest procés es condensa aigua.

2. Conformació del Plàstic

Mètodes per donar forma al material polimèric:

Extrusió

Un cargol passa per un tub escalfat, introduint plàstic granulat per una banda. Surt fos per l'altra, i una broqueta li dona la forma desitjada.

Emmotllament per Extrusió i Bufat

Un cilindre buit de plàstic es col·loca dins d'un motlle. S'aplica pressió al plàstic, que s'expandeix i agafa la forma del motlle.

Emmotllament per Injecció

Similar a l'extrusió, però el material fos va a parar directament dins d'un motlle.

Emmotllament per Escumeig

Igual que la injecció, però s'afegeix un escumejant que fa que el plàstic s'infli.

Emmotllament per Buit

S'escalfa una làmina i se li fa el buit contra un motlle que li dona la seva forma.

Emmotllament per Compressió

S'omple el motlle amb la quantitat justa de pols, que es comprimeix amb aportació de calor.

Calendrat

Rodets calents entre els quals es tira una pols, transformant-la en làmines.