Materiales Cerámicos

¿Qué es la sinterización?. Fusión completa del polvo cerámico a T > Tf. Tratamiento térmico a alta temperatura (T < Tf) que produce ligado y densificación. Mezcla del polvo con agua para obtener una barbotina. Eliminación de aglutinantes a 200-700 °C.

¿Qué desviación de la densidad teórica tienen típicamente los cerámicos avanzados?. 10-20%. 5-10%. 1-2%. Ninguna, alcanzan el 100%.

En un cerámico tradicional, ¿qué aporta la arcilla y qué aporta el cuarzo?. Arcilla: reduce la contracción; cuarzo: plasticidad. Arcilla: dureza; cuarzo: color. Arcilla: plasticidad; cuarzo: reduce la contracción. Ambos solo actúan como aglutinante.

El proceso Acheson sirve para obtener polvo de: Al2O3, a partir de bauxita. Si3N4, a partir de Si y N2. BaTiO3, a partir de BaCO3 y TiO2. SiC, a partir de cuarzo de alta pureza y carbono en horno eléctrico.

¿Qué es el «cuerpo verde»?. El polvo compactado por presión, sin adhesión permanente, antes de sinterizar. La pieza ya sinterizada y mecanizada. El vidrio tras el recocido. La fase líquida que aparece al sinterizar.

En la colada de barbotina (conformado húmedo), ¿qué función tiene el molde de yeso?. Aportar el aglutinante orgánico. Sinterizar la pieza. Aumentar la viscosidad con calor. Extraer el agua de la suspensión por su porosidad.

En la sinterización reactiva, el Si3N4 se obtiene a partir de: Polvo de silicio con flujo de N2 a alta temperatura. Polvo de Si y polvo de C. SiO2 y NH3 en fase vapor. Polvo de Si3N4 prensado en caliente.

¿Por qué es crítico el secado/burnout del cuerpo verde?. Porque si no es uniforme produce contracción y esfuerzos: grietas y defectos. Porque aumenta la porosidad deseada. Porque funde el aglutinante inorgánico. Porque es la etapa donde se desarrollan los cuellos entre partículas.

¿Cuál es el principal inconveniente de la sinterización en fase líquida?. Requiere más temperatura. Aumenta la porosidad. Es más lenta. Reduce la resistencia a alta temperatura, porque el aditivo vuelve a fundir en los bordes de grano.

¿Cuál de estas propiedades es poco sensible a la microestructura?. Resistencia mecánica. Módulo elástico E. Tenacidad a fractura. Dureza.

La fragilidad de un cerámico significa: Que tiene baja resistencia a compresión. Que tiene un módulo de Young muy bajo. Que fractura antes de deformarse plásticamente, con poca tolerancia al daño y escasa advertencia. Que se deforma mucho antes de romper.

La resistencia a compresión de un cerámico frágil es aproximadamente: Igual a la de tracción. La mitad que la de tracción. 10 veces la de tracción. 100 veces la de tracción.

¿Cómo se propaga una grieta en un cerámico según el tipo de carga?. Estable en tracción e inestable en compresión. Inestable en tracción y estable en compresión. Estable en ambas. Inestable en ambas.

¿Cuál de estas medidas NO mejora la resistencia de un cerámico?. Disminuir el tamaño máximo de defecto a_m. Aumentar el tamaño de grano. Aumentar la tenacidad a fractura Kc. Fabricar composites cerámicos.

¿A partir de qué cociente Tuso/Tf aparece la termofluencia?. > 0,1. > 0,3. > 0,5. > 0,9.

La tensión térmica generada por un cambio brusco de temperatura es: σ = E·α·ΔT. σ = k·ΔT/Δx. σ = Kc/√(π·a). σ = α·ΔT/E.

¿Cuál es una limitación típica de la deposición química en fase vapor (CVD)?. Baja pureza del depósito. No permite capas finas. Poco control del espesor. Velocidad lenta, coste alto y tensiones residuales.

Los materiales con silicio (SiC, Si3N4) se pueden usar en condiciones oxidantes hasta unos 1600 °C gracias a: Una capa de pasivación de SiO2 que impide la oxidación. Su carácter metálico. Su estabilidad termodinámica frente al oxígeno. Una capa de grafito.

El nitruro de boro cúbico (BNc) se usa principalmente: Como lubricante a alta temperatura. Como dieléctrico en condensadores. Como refractario aislante. Como sustituto del diamante en corte, afilado y mecanizado de metales.

Un refractario ácido contiene principalmente: MgO, CaO y Cr2O3. SiO2 o ZrO2. Solo Al2O3. SiC y grafito.

Un cermet de carburo cementado está formado por: Fibras de vidrio en matriz polimérica. Partículas metálicas en matriz cerámica. Partículas de WC o TiC en matriz metálica (Co, Ni). Whiskers de SiC en matriz de Al2O3.

¿Por qué no se usan fibras poliméricas ni de vidrio convencional en composites de matriz cerámica?. Son demasiado rígidas. No soportan las altas temperaturas del procesamiento (polímeros se degradan hacia 500°C; el vidrio funde hacia 700 °C). Reaccionan con el agua. Son conductoras de la electricidad.

En un vidrio, ¿qué papel tiene el Na2O?. Es formador de red. Es modificador de red: rompe la red y baja la viscosidad y Tf. Es el agente nucleante. Aumenta la temperatura de fusión.

¿Qué es cierto de una vitrocerámica?. Es totalmente amorfa y se fabrica por sinterización de polvo. Se conforma como un vidrio y después cristaliza por tratamiento térmico controlado (nucleación y crecimiento), con al menos un 50% cristalino. Tiene porosidad elevada, como los refractarios. Tiene alto coeficiente de expansión térmica.