Cermets - Materiales compuestos
Summary
TLDRLos 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.
Outlines
🔍 Introducción a los Cermetes
Los cermetes son materiales compuestos que combinan una fase predominante cerámica con una fase metálica. Estos materiales se diferencian de los compuestos metálicos y cerámicos convencionales, ya que en ellos la fase cerámica actúa como refuerzo para la fase metálica, mejorando la dureza y manteniendo las propiedades de los cerámicos. La estructura cristalina típicamente es del metal, con las partículas cerámicas distribuidas en los huecos de la estructura. Los cermetes se clasifican en dos categorías principales: óxidos y hard metals, y a veces se incluyen los compuestos de carbón. Los óxidos son más frágiles y tienen menor resistencia al choque térmico, pero excelente resistencia a la oxidación a altas temperaturas. Los hard metals, por otro lado, son más duras y resistentes a la corrosión y al desgaste, y mantienen estas propiedades a altas temperaturas.
🛠 Aplicaciones y Reciclaje de los Cermetes
Los cermetes se utilizan principalmente en herramientas de corte y en aplicaciones que requieren resistir altas temperaturas, como motores de alta potencia y piezas de motores militares. Los óxidos se emplean en embragues y frenos de maquinaria pesada, así como en elementos de protección contra el fuego y la llama. Los hard metals también se utilizan en semiconductores y en combustibles para núcleos de reactores nucleares. Los cermetes se venden generalmente en su forma final, como herramientas de corte, y no se encuentran en formas intermedias como láminas o polvo. Los precios varían según el tipo de herramienta y su complejidad. Aunque los cermetes no se reciclan directamente, se están investigando métodos para reciclar algunos de sus componentes, como tungsteno y calcio, a través de procesos químicos. Esto demuestra que los cermetes son materiales de alto rendimiento que combinan las propiedades mecánicas de los materiales metálicos y cerámicos, lo que les permite mantener su resistencia a la corrosión, al desgaste y su dureza incluso a altas temperaturas. Sin embargo, su proceso de fabricación complicado y costoso se refleja en sus precios elevados.
Mindmap
Keywords
💡Cermets
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💡Microestructura
💡Hard Metals
💡Óxidos
💡Carburo de titanio
💡Propiedades mecánicas
💡Reciclaje
💡Resistencia al desgaste
💡Fabricación
Highlights
Los cermets son materiales compuestos que combinan una fase predominantemente cerámica con una fase metálica.
Los cermets se diferencian de otros compuestos por utilizar una fase metálica como reforzante para mejorar la dureza.
La estructura cristalina de los cermets suele ser la del metal, generalmente fcc, con partículas de material cerámico distribuidas arbitrariamente.
En la microestructura de los cermets, se pueden encontrar fases Alfa 2 (rim) rodeando la fase Alfa 1 (núcleo), que es la matriz metálica.
La fase Alfa 1 suele estar compuesta por carburos de titanio, mientras que la fase Alfa 2 está compuesta por molipa.
Los cermets se clasifican en dos categorías principales: óxidos y hard metals (metales duros).
Los hard metals están compuestos por carburos, nitruros, boruros y siliciuros, principalmente.
Los cermets de óxido son más frágiles y tienen menor resistencia al choque térmico, pero una excelente resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
Los componentes de la fase metálica de los cermets incluyen aluminio, silicio, magnesio, berilio, circonio, torio y uranio.
Los cermets de carbón son menos comunes y se identifican por contener grafito en diferentes proporciones.
El óxido de aluminio es un compuesto común de la clasificación óxido, destacando por su densidad, dureza y resistencia a la tracción.
Los carburo de titanio y nitruro de titanio son dos compuestos de la clasificación hard metal que difieren en sus propiedades como microdureza y densidad.
Los hard metals son utilizados principalmente en herramientas de corte y aplicaciones que requieren resistir altas temperaturas.
Los cermets de óxido se usan en embragues, frenos de maquinaria pesada, aviones, tubos de protección térmica y elementos de protección a las llamas.
Los cermets se venden en su forma final, como herramientas de corte, y no en formas como láminas o polvo.
Los precios de los cermets varían según el tipo de herramienta, con ejemplos dados en pesos colombianos.
Los componentes individuales de los cermets pueden ser reciclados, y hay investigaciones para reciclar compuestos de tungsteno y carbono.
Los cermets muestran propiedades mecánicas superiores, combinando las propiedades de materiales metálicos y cerámicos.
Los cermets son óptimos para herramientas de corte a altas velocidades, a diferencia de los carburos cementados que no resisten altas temperaturas.
El proceso de fabricación de los cermets es complicado, lo que hace que su precio sea bastante costoso.
Transcripts
en el planeta tierra existen millones de
materiales que a su vez se pueden
combinar entre ellos y generar nuevos
materiales pero alguna vez habían
escuchado hablar de los
herms los cermets son un material
compuesto que se caracteriza por tener
una predominante fase cerámica unida con
una lesión metálica se diferencia de los
compuestos metálicos y cerámicos Porque
en estos una fase cerámica se usa como
reforzante de la matria cerámica o
metálica mientras que los hermits se usa
una fase metálica como reforzante para
mejorar la dureza mientras mantiene las
propiedades de los cerámicos su
estructura cristalina suele ser dada por
la estructura cristalina propia del
metal que generalmente es fcc cuica
entrada en cara es decir que las
partículas del material metálico ocupan
esta estructura mientras que las
partículas del material cerámico se
distribuyen arbitrariamente por los
huecos presentes en la estructura
cristalina mientras que en su
microestructura se puede terminar la
fase Alfa 2 o fase rim que rodea la fase
Alfa 1 o fase de núcleo que es donde se
encuentra la matriz metálica eh que
generalmente está que en este caso está
compuesta por eh un carburo de titanio
mientras que la fase rim está compuesta
por molipa y
eh están rodeadas por una fase
aglutinante su composición suele irse de
siguiente de la siguiente forma su fase
cerámica suele estar compuesta por
óxidos carburos nitruros brur y
sustancias carbonas diversas mientras
que su fase metálica suele estar
compuesta por níquel cobalto hierro
cromo molibdeno y tuxteno
los hermet se clasifican por el
principal material refractario o
cerámico del que están compuestos es por
esto que se dien en dos principales
categorías óxidos y hard metals o
metales duros los hard metals están
compuestos por carburos nitruros borur y
siliciuros
principalmente además de estas dos
categorías también se suele encontrar el
carbón los hardmetal tienenen buenas
propiedades térmicas es por eso que son
fáciles de manipular Al momento de su
fabricación también tiene buenas
propiedades de conductividad eléctrica y
sus propiedades mecánicas se asemejan
mucho a las propiedades de un cerámico
es por esto que son frágiles y
duros la clasificación óxidos Son
compuestos bastante frágiles con poca
resistencia al choque térmico pero tiene
una excelente resistencia a la oxidación
a altas temperaturas
algunos de los componentes de su fase
metálica son aluminio silicio magnesio
berilio circonio torio y
uranio y finalmente la última
clasificación carbón se identifica por
contener grafito en diferentes
proporciones Pero como se ha aclarado
previamente no son muy comunes y es por
eso que no se cuenta como una
clasificación
propiedades
en la siguiente tabla se puede apreciar
las propiedades de uno de los compuestos
más comunes de la clasificación óxido
llamado óxido de aluminio de estas
propiedades se puede destacar la
densidad que es 5,9 G sobre centímetros
cúbicos la dureza bers que es 365
gigapascales y su fuerza de la tracción
que que va tiene un Rango de 145 a 270
MP el cual puede ser Comparado con el
que
una resistencia a la tracción de
alrededor de 300
G en la siguiente tabla se pueden
apreciar dos compuestos de clasificación
hard metal los cuales son carburo de
titanio y Nitro de titania a pesar de
que ambos tienen el mismo aliante
metálico el cual es el titanio se pueden
apreciar diferencias en sus propiedades
como en la microdureza el cual el
carburo de titanio tiene una mayor
denominación
y en la densidad como se puede observar
como el carburo de titanio tiene una
menor denominación al nitruro de
titanio las aplicaciones de los hermet
se van a dividir en su clasificación en
primera instancia los harmal tienen como
aplicación principal herramientas de
corte también se ven aplicadas en
motores de alta potencia para bón
militar en partes de válvulas que
resisten alto desgaste y en
estampias de sus aplicaciones son
ramientas que resisten altas
temperaturas es por esto que llegamos a
la conclusión que las aplicaciones
principales de los hardmetal Son
elementos que tengan que resistir altas
temperaturas en su
operación mientras que en la
clasificación de óxido esto se usan para
embragues y frenos de maquinaría pesada
y aviones
tubos de protección de termopar y
elementos de protección a las llamas
herramientas de corte con remoción de
virutas también se usan en crisoles para
derretir metales
raros y finalmente se usan también en
semiconductores substral Y de forma
menos usual se usa en combustibles para
núcleos de reactores
nucleares especificaciones
comerciales en sus especificaciones
comerciales encontró que los herms
Únicamente se venden en su forma final
es decir por ejemp en una herramienta de
corte no se encuentra en láminas polvo o
otras formas para los precios se
encontró una compañía española llamada
ca tiit que importaba los productos a
Colombia y en este caso se encontró el
producto de una Broca helicoidal con el
precio de 31000 pesos colombianos
también encontró una fresa de punta
esférica con un valor aproximado de 15
6,350 pes colombianos y finalmente se
encontró una fresa de roscar con chaflan
deada y llanada con un valor aproximado
de
94,300 pesos colombianos se halló que
los herms no se reciclan solamente se
reciclan sus componentes
individuales pero recientemente han
habido investigaciones para reciclar un
compuesto de tungsteno y calto en forma
de Viruta en primera instancia la Viruta
se trata hidrotérmico en ácido
clorídrico a 110 grc y con Esto se logra
extraer la fase cualto mientras que la
fase tung no se pulveriza lo que en este
estado se asemeja al polvo Virgen de
este mismo material se puede concluir
que los herms demuestran propiedades
mecánicas superiores ya que combinan
propiedades mecánicas de un material
metálico y un material cerámico
obteniendo buena resistencia a la
corrosión al desgaste y una alta dureza
Además de que estas mismas propiedades
se mantienen a altas temperaturas lo que
lo hace óptimo para aplicaciones como
herramientas de corte a altas
velocidades mientras que los carburos
cementados no son aptos para estas
aplicaciones ya que no poseen
esta esta última propiedad y finalmente
se puede concluir que gracias al proceso
complicado de fabricación de los herms
su precio es bastante
costoso
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