Cermets - Materiales compuestos

Summary

Los cermets, o cermetales, son materiales compuestos de una fase predominantemente cerámica y otra metálica. Estos materiales se caracterizan por mejorar la dureza manteniendo propiedades cerámicas, como resistencia al desgaste y a la corrosión. Se clasifican en óxidos, hard metals y carbón, con aplicaciones variadas como herramientas de corte, motores de alta potencia y protecciones térmicas. Aunque su fabricación es complicada y costosa, sus propiedades mecánicas superiores las hacen idóneas para operaciones a altas temperaturas.

Takeaways

• 🌏 Los cermets son materiales compuestos que combinan una fase predominante cerámica con una fase metálica.
• 🔩 Los cermets difieren de otros compuestos en que utilizan una fase metálica como reforzante para mejorar la dureza sin perder las propiedades de los cerámicos.
• 📊 La estructura cristalina de los cermets generalmente sigue una estructura fcc, con las partículas metálicas en la red y las cerámicas distribuidas en los huecos.
• 🔩 La microestructura de los cermets puede presentar fases Alfa 2 (rim) rodeando a la fase Alfa 1 (núcleo), donde la matriz metálica puede estar compuesta por carburos de titanio.
• 🧪 La fase cerámica de los cermets está compuesta por óxidos, carburos, nitruros, brur y sustancias carbonadas, mientras que la fase metálica puede incluir níquel, cobalto, hierro, cromo, molibdeno y tuxteno.
• 📚 Los cermets se clasifican en dos categorías principales: óxidos y hard metals (metales duros), con el carbón como una tercera categoría menos común.
• 🛠 Los hard metals tienen buenas propiedades térmicas y de conductividad eléctrica, y son similares a los cerámicos en términos de fragilidad y dureza.
• 🔩 Los óxidos de cermet son frágiles, con baja resistencia al choque térmico, pero excelente resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
• 🔩 Las aplicaciones de los hard metals incluyen herramientas de corte, motores de alta potencia, partes resistentes a alto desgaste y estampaciones.
• 🔩 Los óxidos de cermet se usan en embragues, frenos de maquinaria pesada, aviones, tubos de protección térmica, elementos de protección a las llamas y herramientas de corte con remoción de virutas.
• 💸 Los cermets se venden en su forma final, como herramientas de corte, y su precio puede ser elevado debido a su complicada fabricación.

Q & A

¿Qué son los cermetes y cómo se diferencian de otros compuestos metálicos y cerámicos?

Los cermetes son materiales compuestos que tienen una fase predominante cerámica unida con una fase metálica. Se diferencian de otros compuestos en que en los cermetes, la fase metálica se usa como reforzante para mejorar la dureza mientras se mantienen las propiedades de los cerámicos.

¿Cuál es la estructura cristalina típica de los cermetes?

La estructura cristalina de los cermetes suele ser la estructura cristalina propia del metal, que generalmente es fcc (cubierta de cubo), donde las partículas del material metálico ocupan esta estructura y las partículas del material cerámico se distribuyen arbitrariamente por los huecos presentes.

¿Cuál es la diferencia entre la fase Alfa 1 y la fase Alfa 2 en los cermetes?

La fase Alfa 2 rodea la fase Alfa 1 o fase de núcleo, que es donde se encuentra la matriz metálica, generalmente compuesta por carburos de titanio. Mientras que la fase Alfa 2 está compuesta por molipa y ambos están rodeados por una fase aglutinante.

¿Qué materiales componen generalmente la fase cerámica y la fase metálica de los cermetes?

La fase cerámica está compuesta generalmente por óxidos, carburos, nitruros, borides y sustancias carbonadas, mientras que la fase metálica está compuesta por níquel, cobalto, hierro, cromo, molibdeno y tuxteno.

¿Cómo se clasifican los cermetes y cuáles son las dos categorías principales?

Los cermetes se clasifican por el principal material refractario o cerámico del que están compuestos, formando dos categorías principales: óxidos y hard metals (metales duros).

¿Qué son los hard metals y qué propiedades tienen?

Los hard metals son cermetes compuestos por carburos, nitruros, borides y siliciuros, principalmente. Tienen buenas propiedades térmicas, fáciles de manipular en su fabricación, buenas propiedades de conductividad eléctrica y sus propiedades mecánicas se asemejan a las de un cerámico, siendo frágiles y duros.

¿Cuáles son las aplicaciones principales de los hard metals?

Los hard metals se usan principalmente en herramientas de corte, motores de alta potencia, partes de válvulas que resisten alto desgaste y estampaciones. Son óptimos para elementos que tengan que resistir altas temperaturas en su operación.

¿Qué aplicaciones tienen los cermetes de la categoría óxido?

Los cermetes de la categoría óxido se usan en embragues y frenos de maquinaria pesada, aviones, tubos de protección térmica, elementos de protección a las llamas, herramientas de corte con remoción de virutas, crisoles para derretir metales raros y semiconductores.

¿Cómo se venden comercialmente los cermetes?

Los cermetes se venden únicamente en su forma final, como por ejemplo en una herramienta de corte, y no se encuentran en láminas, polvo u otras formas.

¿Cuál es el proceso de reciclaje de los cermetes?

Los cermetes no se reciclan en su totalidad, pero se reciclan sus componentes individuales. Recientemente, se han investigado métodos para reciclar compuestos de tungsteno y calcio en forma de viruta, tratando la viruta hidrotérmicamente en ácido clorídrico a 110°C para extraer la fase cualto y pulverizar la fase tung.

¿Por qué son los cermetes caros?

Los cermetes son caros debido a su complicado proceso de fabricación, que les otorga propiedades mecánicas superiores, como una buena resistencia a la corrosión, al desgaste y una alta dureza que se mantienen a altas temperaturas.