superplasticidad

CUESTIONES TEÓRICAS CORRESPONDIENTES AL TEMA 2
(CURSO 05-06)
SUPERPLASTICIDAD
1) ¿Qué es la superplasticidad? ¿Qué condiciones tiene que cumplir un material
para que sea superplástico?
La superplasticidad es la capacidad del material de desarrollar deformaciones
permanentes muy grandes sin romperse. Esto permite fabricar piezas de formas
complejas a través de un proceso continuo de deformación.
Condiciones que tiene que cumplir:
- Estructura de grano muy fina.
- Deformación del material a elevadas temperaturas
- Velocidad de deformación muy lenta
- Control de la tensión aplicada y velocidad de deformación durante el
procesado
- Los bordes de grano deben permitir el fácil deslizamiento de unos granos
sobre otros y su giro al aplicar la fuerza.
Comisión B del grupo 6
2) ¿Qué desventajas tiene el hecho de utilizar temperaturas superiores a 0.5·Tfusión
en el conformado por superplasticidad?
a) El tamaño de grano puede aumentar
b) El material puede sufrir corrosión, por lo que es necesario utilizar atmósferas inertes
o barnices protectores
Comisión B del grupo 4
3) ¿Qué atributos comunes se requieren para convertir un material metálico en
superplástico?
a) Los materiales deben estar constituidos por una mezcla de 2 fases de materiales
cristalinos distintos y formadas ambas fases por granos esféricos (cristales)
b) Los granos deben ser ultrafinos y del orden de una micra. Con esto se crean regiones
de frontera entre los granos por medio de átomos desordenados. Estas regiones de
frontera son zonas de gran debilidad estructural, especialmente a alta temperatura y
donde es posible que unos granos se deslicen respecto de otros (como granos de arena).
Este mecanismo confiere al metal una plasticidad enorme (superplasticidad)
Comisión B del grupo 5
MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO DE POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
1) ¿Qué es la masa molecular promedio de los polímeros? ¿Cómo se ve afectado el
endurecimiento del polímero termoplástico por un aumento de la masa molecular?
¿Es este un buen método?
La masa molecular promedio es una medida de la masa de las cadenas del polímero, ya
que todas las cadenas no son igual de largas.
Un aumento de la masa molecular provoca una mayor resistencia del polímero. Pero
existe un punto crítico, en el cual por mas que aumente la masa molecular, la resistencia
no aumenta notablemente, por tanto este método no es muy adecuado.
Comisión B del grupo 6
2) Cite los factores determinantes en el endurecimiento de un polímero
termoplástico.
- Masa molecular promedio de las cadenas poliméricas
- Grado de cristalinidad
- Efectos provocados en las cadenas principales (enlaces secundarios) de los siguientes
elementos: grupos laterales voluminosos, enlaces altamente polares, átomos de O, N, y
S y anillos de fenilo
- Adición de fibra de vidrio como refuerzo
Comisión B de los grupos 1 y 3
PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN/ENDURECIMIENTO EN POLÍMEROS
(ADITIVOS)
1) ¿Qué función tienen los plastificantes en el proceso de transformación y
endurecimiento de los polímeros?
Los plastificantes son pequeñas moléculas o cadenas de bajo peso molecular que tienen
la función de reducir la temperatura de transición vítrea, proporcionando lubricación
interna y mejorando las características de transformación del polímero (más deformable
y moldeable)
Comisión B del grupo 1
2) ¿Cómo se mejora la conductividad eléctrica superficial de un polímero?
La mayoría de los polímeros son malos conductores y tienden, por tanto, a acumular
carga eléctrica en su superficie (difícil movilidad de la carga eléctrica). Los agentes
antiestáticos introducidos en un polímero atraen la humedad del aire hacia la superficie
del polímero. De este modo la carga eléctrica acumulada puede descargarse fácilmente
y suavemente, evitándose descargas bruscas (chispazos).
Comisión B del grupo 2
PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN/ENDURECIMIENTO EN POLÍMEROS
(MOLDEADO)
1) ¿Qué tipo de polímeros son los que tienen limitados el número de procesos para
el moldeado?
Los polímeros termoestables debido a su rígida estructura cristalina tridimensional.
Se caracterizan por su alta temperatura vítrea, buena resistencia y comportamiento
frágil. Estos polímeros no pueden reciclarse debido al comportamiento irreversible de
los entrecuzamientos intercadenares. Por la misma razón no se pueden aplicar en ellos
técnicas como el moldeo por compresión o por transferencia
Comisión B del grupo 2
2) En qué consiste el molde por compresión?
Las piezas termoestables frecuentemente se forman mediante la colación del material
sólido en un molde caliente antes de la formación de los enlaces cruzados. La aplicación
de altas presiones y temperaturas hace que el polímero se funda, llene el molde y de
inmediato se empiece a endurecer. Es un método muy empleado en la formación de
pequeñas carcasas eléctricas, paragolpes, cofres y paneles laterales para automóviles.
Comisión B del grupo 4
MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO MEDIANTE DISPERSIÓN DE LOS
MATERIALES COMPUESTOS
1) ¿Qué es un dispersante y qué propiedades debe cumplir?
Son partículas de 10 a 250 nm que se introducen en una matriz para obtener un material
endurecido. Un dispersante debe tener baja solubilidad en la matriz y no reaccionar
químicamente con ella, aunque un pequeño grado de solubilidad puede ayudar a mejorar
la unión entre el dispersante y la matriz. Un ejemplo sería el óxido de aluminio: al no
presentar solubilidad del Al en la matriz de Al2O3, el sistema compuesto Al- Al2O3
constituye un material endurecido por dispersión.
Comisión B del grupo 3
MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO MEDIANTE FIBRAS DE LOS
MATERIALES COMPUESTOS
1) ¿Qué propiedades debe tener la matriz de un material compuesto fibroso?
Nombre algunos ejemplos
La matriz de un material compuesto fibroso soporta las fibras manteniéndolas en su
posición correcta, transfiera la carga a las fibras fuertes, las protege de sufrir daños a
todo lo largo del compuesto. La matriz en general es responsable del control principal
de las propiedades eléctricas, comportamiento químico y el uso del material a distintas
temperaturas elevadas.
Matrices poliméricas reforzadas con fibras de vidrio
Matrices metálicas reforzadas con fibras cerámicas y metálicas
Comisión B del grupo 3
2) Ventajas y desventajas de los nuevos superconductores de alta temperatura
crítica (cerámicos)
Debido a que sus temperaturas críticas son del orden de 90 K o superiores, el uso de
estos materiales es posible con un líquido refrigerante como el nitrógeno líquido que es
mucho más barato que el Helio líquido. Sin embargo, al ser cerámicos son quebradizos
y difícilmente manejables. La naturaleza granular de su estructura (típica en un
cerámico) es una desventaja pues sus numerosos defectos limitan notablemente el valor
de la corriente crítica que pueden soportar en el estado superconductor.
Comisión B del grupo 3