Teoria 1.6

Esta va a ser la entrada de los materiales sintéticos.
El primer apartado a desarrollar es el de que es un materia sintético; un material sintético es aquel que no proviene de la naturaleza es decir que a través de una serie de transformaciones se ha llegado a crear eso si a través de una materia prima. Y ahora que e echo una introducción poniendo lo que yo pienso que son los materiales sintéticos me dispongo a buscar una definición en Internet para ver si se parece a la que yo he dado.

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química" que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias mas simples.
Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.

Los plásticos son materiales sintéticos constituidos por polímeros, grandes moléculas consistentes en una cadena larguísima de unidades repetidas, y a los que, de ahí el nombre, se les puede dar forma al calentarlos. Cada plástico tiene una determinada temperatura a la que deja de ser duro y frágil para volverse blando, maleable. Hay que distinguir entre los termoplásticos y los materiales termo rígidos. Los primeros siguen siendo maleables hasta que se derriten y conservan la forma que se les haya dado; si se los recalienta, puede dárseles de nuevo otra forma con fuerzas de tracción. Eso sucede por la naturaleza de las fuerzas que mantienen unidas sus cadenas poliméricas en un sólido, con calor suficiente pueden deslizar unas sobre otras. La forma de los materiales termo rígidos, en cambio, se vuelve inalterable a partir de cierta temperatura, normalmente alta; la razón es la creación de enlaces cruzados, puentes de átomos que unen entre sí las cadenas poliméricas e impiden que el material se ablande de nuevo al recalentarlo. Los materiales con enlaces cruzados no se funden ni se disuelven, aunque pueden absorber disolvente; cuando han absorbido mucho se vuelven geles.

El primer plástico fue la parkesina, inventada por el químico inglés Alexander Parkes en 1862. En esencia era nitrocelulosa ablandada con aceites vegetales y alcanfor. El estadounidense John W. Hyatt descubrió el papel fundamental del alcanfor en la plasticización y llamó a la sustancia celuloide. El primer plástico completamente sintético fue la baquelita, creada a partir del fenol y el formaldehído por el químico belga, nacionalizado estadounidense, Hendrik Baekeland en 1910. La película de acetato se usó para envolver desde la Primera Guerra Mundial, y en 1935 empezó a usarse el triacetato para la fotografía. El PVC se produjo a partir de 1912 (fecha de la patente de los alemanes Klatte y Zacharias) mediante la polimerización del cloruro de vinilo, descubierto por Regnault en 1835. Un avance fundamental fue el descubrimiento de las macromoléculas por el químico alemán Hermann Staudinger, quien, en 1922, anunció que la goma estaba hecha de largas cadenas de unidades de isopropeno. Su hipótesis encontró muchas críticas, pero enseguida demostraría la existencia de los grandes polímeros de poliestireno. El metacrilato se produjo desde 1928, y por esa época empieza, sobre todo en Alemania, la producción masiva del poliestireno. La I.G. Farben fabricó poliuretano desde 1938. En Estados Unidos, el papel más destacado lo tuvo la compañía química Du Pont de Nemours, cuyas investigaciones condujeron a la producción industrial del nailon en 1938. El polietileno, inventado en Inglaterra, empezó a producirse comercialmente en 1939, las resinas epoxi en 1943, los policarbonatos en 1956, el kevlar en los años setenta.

En 1953, el químico alemán Karl Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954, el italiano Giulio Natta desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados en la actualidad. En 1963, estos dos científicos compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los polímeros.

Estos plásticos proceden de productos manufacturados por el hombre y han sustituido en un porcentaje muy alto a los procedentes de materiales naturales. Los más importantes son:

a.)Termoestables: una vez que se han endurecido, ya no se reblandece nuevamente por mucho que se caliente, ano ser que se les aplique un determinado tipo de disolvente. El endurecimiento de estos plásticos puede obtenerse también por reacción química, sin necesidad de calentamiento alguno. Generalmente arden mal y son difícilmente soldados. Se encuentran:

-Resinas fenólicas: se obtienen como combinación química del fenol, que es un derivado del carbono y el formaldehído. Estas resinas no son adecuadas para el envasado de productos alimenticios, debido al olor característico del fenol. Estas resinas se suelen utilizar con cargas para mejorar sus propiedades. Se pueden distinguir:

Prensadas: las cargas de relleno suelen ser polvo mineral, serrín, fibras textiles, recortes de tejidos etc. Las piezas que se obtiene son buenos aislantes de la electricidad. Las aplicaciones más importantes suelen ser en la fabricación de plumas estilográficas, bolígrafos de calidad, aspiradoras, interruptores eléctricos, aparatos de teléfono… En el mercado comercial se conocen con el nombre de baquelita.

Formando capas: si se empapan bandas de tejidos, láminas de papel y chapas de madera sobre una disolución de resina fenólicas, se obtienen chapas que tienen la ventaja de no absorber la humedad, y de resistir muy bien los golpes o choques. Con estas resinas se fabrican martillos y mazas que no dañan las piezas que se golpean.

-Resinas úricas: se obtienen a partir de la urea

sintética que procede del N del aire y del formaldehído. Esta resina es insensible a la luz, por lo tanto se emplea para obtener piezas de colores blancos y claros. Se puede emplear en recipientes que se utilizan en alimentación, debido a que no tiene olor ni sabor. Las aplicaciones más importantes son en aislantes eléctricos, vajillas, material espumoso para aislamientos térmicos y acústicos. El nombre comercial más conocido es formica.

-Resinas melamínicas: se fabrican con melamina, que se obtiene del carbono cálcico y formaldehído. Las características y aplicaciones son similares a las resinas úricas; no desprenden olor ni sabor. Se utilizan mucho en la fabricación de transparencias y diapositivas.

-Resinas de poliéster: se obtienen de derivados del alquitrán de hulla y del estirol. Este tipo de resinas son incoloras y transparentes, se pueden colorear a voluntad. Pueden resistir temperaturas entre 100-200ºC, sin sufrir modificaciones. Se emplean en recubrimientos de fibras de vídeo, para la construcción de barcas, aviones, piscinas…

-Resinas de epóxido: tiene como materia prima el acetileno y el fenol. En estado líquido son venenosas y sus vapores irritan la piel, pero en estado sólido son inodoras e insípidas. Resisten muy bien los ácidos y las lejías, así como temperaturas hasta 150ºC. Tiene unas buenas características mecánicas y resistencia al desgaste. Son buenas aislantes eléctricas, se adhieren fácilmente a los metales. Sus aplicaciones más importantes son la fabricación de barnices, circuitos impresos,…

-Poliuretano: las propiedades de este material dependen de ciertos elementos que entran en la proporción. Se pueden obtener:

Barnices

Pegamentos

Materiales macizos con elasticidad

Materiales esponjosos y elásticos

Materiales esponjosos duros

b.)Termoplásticos: estos plásticos tienen la ventaja de que se pueden reciclar, sin embargo tienen poca resistencia mecánica. Los podemos clasificar en:

-Polivinílicos: se obtienen por polimerización del acetileno y el ácido clorhídrico. El más importante es el PVC. Es un material y resiste muy bien la acción de las lejías, ácidos y gasolinas. Las aplicaciones más importantes son:

En estado duro: tuberías y conducciones residuales, válvulas y llaves de paso.

En estado blando: se emplea en tapizados, en la fabricación de trajes protectores, guantes, impermeables, aislamiento de calles…

-Poliestireno: se obtiene a partir del estirol (derivado del petróleo y benzol). Son transparentes y se pueden colorear a voluntad. Se fabrican de dos formas.

Poliestireno duro: es un material frágil. Se emplea mucho en forma de película delgada y transparente para envoltorios de productos frescos. Es un producto algo rígido y también se fabrican reglas, carcasas de cadenas musicales…

Poliestireno expandido: es conocido como corcho blanco. Es rígido, tiene gran resistencia a los hongos y bacterias. Absorbe muy poca agua y no tiene efectos tóxicos. Tiene una densidad muy baja. Es muy empleado para el envasado y embalaje de productos delicados y como aislante del calor y del sonido.

-Polietileno: se obtiene del petróleo. Está compuesto de C y H y al quemarse se combina con el aire formando agua y CO2, que son unos elementos naturales que existen en el medio ambiente. Resiste bien los ácidos, lejías y disolventes. Son transparentes y ligeros. Al mismo tiempo son buenos aislantes eléctricos. Existen dos grandes grupos:

Polietileno duro: también llamado de alta densidad. Soporta temperaturas de entre -200-100ºC. Se emplea en artículos domésticos (grifos, bidones, botellas…).

Polietileno blando: es de baja densidad. Se emplea especialmente para fines agrícolas, sacos, bolsas…

-Policarbonatos: se obtienen a partir del ácido carbónico. Tienen una gran resistencia a los impactos, lo mismo que al calor. No se deforman hasta los 10ºC. Pueden tener un color transparente, translúcido u opaco. Pueden ser mecanizados igual que los metales. Es ignífugo. Posee una gran resistencia eléctrica, por este motivo se emplea en placa de circuitos impresos y condensadores. Sus usos más conocidos se dan en ventiladores, cristales irrompibles de aviones y trenes de alta velocidad…

-Polimetacrilatos: se conocen también con el nombre de resinas acrílicas o metacrilatos. Se obtiene a partir del gas natural, aire comprimido y acetona. No se decoloran con el paso del tiempo, ni con la luz. Son muy ligeros y resistentes a los golpes. Sustituyen en algunos casos al cristal. Las principales aplicaciones son en cristales de ventanas de aviones, herramientas del campo, mobiliario, accesorios de baño…

-Poliamidas: se fabrican a partir del fenol. La más conocida es el nylon. Son muy resistentes al desgaste, a la fatiga, al impacto y al agua caliente y detergentes. Las aplicaciones más importantes son en correas de transmisión, tejidos, cinturones de seguridad…

-Fluorocarbonatos: se obtiene a partir del acetileno. Poseen una gran resistencia al calor y a los agentes químicos. Tienen unas propiedades mecánicas aceptables. Los dos compuestos más utilizados son:

Politetrafluoretileno: conocido como teflón. Es el de mayor resistencia química que se conoce en la actualidad. La superficie de este material es deslizante y con muy poca capacidad adhesiva, lo que puede hacerlo muy útil para fachadas y superficies antipintadas. Se emplea en medicina en distintos tipos de prótesis. También se utiliza mucho en sartenes y cazuelas que llevan una capa antiadherente.

Policlorofluoretileno: es menos resistente desde el punto de vista químico que el anterior. Es más rígido y tenaz que el teflón. Se emplea en aislamientos de conductores eléctricos y en el recubrimiento de objetos metálicos para evitar la oxidación y corrosión.

Es una proteína de la leche de vaca que se manifiesta en forma de cuajada en la fabricación del queso.

https://prezi.com/pifup9sn8k5r/los-plasticos-obtencion-y-tipos/

Teoria 1.5

En esta entrada me dispongo a hablar de los metales y sus características; el primer punto que me dispongo a desarrollar son los tipos de enlaces químicos que existen, que de lo que recuerdo se que son tres el ionico, metálico  y covalente, las características las tengo que ampliar buscando Internet.

Voy a empezar explicando el enlace ionico y sus características 

Se dará un enlace de este tipo en la unión de átomos que tiendan a ceder electrones con facilidad (metales), con otros que tiendan a cogerlos fácilmente (no metales). (Los elementos que forman este enlace están situados separados a ambos lados en la Tabla Periódica, alejados entre si y por tanto de muy diferente EN). 

Ejemplo: Na + Cl NaCl 

 Por otro lado voy a hablar del enlace metálico; Los átomos de los elementos metálicos se caracterizan por tener pocos electrones de valencia (electrones de la última capa). No pueden formar enlaces covalentes, pues compartiendo electrones no pueden llegar a adquirir la estructura de gas noble.
La estabilidad la consiguen de otro modo, los electrones de valencia de cada átomo entran a formar parte de "un fondo común", constituyendo una nube electrónica que rodea a todo el conjunto de iones positivos, dispuestos ordenadamente, formando un cristal metálico. 
Y por ultimo el enlace covalente, 

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...). Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

Ahora me dispongo a entrar en profundidad en el enlace metálico que es el que nos incumbe en esta entrada

http://es.slideshare.net/guesta16803/enlace-metlico

Estas propiedades se deben al echo de que los electrones exteriores están ligados a los átomos formando, formando una especie de gas ( nube electrónica)
Mediante la teoría de la nube electrónica podemos porque los metales son tan buenos conductores de calor y electricidad, pero es necesario comprender la naturaleza del enlace entre sus átomos.
Un primer intento para explicar el enlace metálico consistió en considerar un modelo en el cual los electrones de valencia de cada metal se podían mover libremente en la red cristalina. De esta forma , el retículo metálico se considera constituido por un conjunto de iones positivos y electrones en vez de átomos neutros.
Un elemento esta constituido por  cationes metálicos distribuidos regularmente e inmersos en un gas electrónico de valencia deslocalizados, actuando como un aglutinante electrostático que mantiene unidos a los  cationes metálicos.
El modelo de la nube electrónica permite dar una explicación cualitativa sencilla de la conductividad eléctrica y térmica de los metales

Ahora voy a hablar de las características de los materiales metálicos que son una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

La metalografia estudia la estructura microscópica de los metales y sus aleaciones. Por lo tanto la superficie tiene que estar pulida y plana para poder estudiarlo.

TAMAÑO DE GRANO

El tamaño de grano tiene un notable efecto en las propiedades mecánicas del metal. Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento térmico son fácilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnación térmica afectan el tamaño del grano.

En metales, por lo general, es preferible un tamaño de grano pequeño que uno grande. Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano fino es mejor para herramientas y dados. Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la endurecibilidad, la cual es deseable a menudo para la carburización y también para el acero que se someterá a largos procesos de trabajo en frío.

Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas (alrededor de 1800 F o 982 C) con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano. Estos aceros se conocen como aceros de grano fino. En un mismo acero puede producirse una gama amplia de tamaños de grano.

CLASIFICACIÓN DE LOS TAMAÑOS DE GRANO.

Existen diversos métodos para determinar el tamaño de grano, como se ven en un microscopio. El método que se explica aquí es el que utiliza con frecuencia los fabricantes. El tamaño de grano se determina por medio de la cuenta de los granos en cada pulgada cuadrada bajo un aumento de 100X. La figura A es una carta que representa el tamaño real de los granos tal como aparece cuando se aumenta su tamaño 100X. El tamaño de grano especificado es por lo general, el tamaño de grano austenítico. Un acero que se temple apropiadamente debe exhibir un grano fino.

Se muestra el diagrama de fases de la aleación Fierro Carbono, que muestra en el eje vertical la temperatura y en el eje horizontal la composición química. En el extremo izquierdo se encuentra la composición 100% Fe y 0% C y en el extremo derecho se encuentra la composición 100% C y 0% Fe. En la figura se muestra solamente hasta 5% C y 95% Fe por ser la zona de mayor interés ya que contiene los aceros y las fundiciones de mayor uso.

Este verdadero mapa de ordenamientos cristalinos nos muestra cómo el metal al solidificar se dispone en diversas formas. Al variar la temperatura, los cristales ganan o pierden energía y buscan una nueva ordenación tratando siempre de permanecer estables.

Los griegos llamaron cristal al cuarzo, κρνσταλλοσ (krystallos = frío + goteo), es decir, carámbanos de extraordinaria dureza y muy fríos. Pero la formación de cristales no es exclusiva de los minerales, y los encontramos también (aunque no necesariamente de modo natural) en los compuestos llamados orgánicos, e incluso en los ácidos nucléicos, en las proteínas, en los virus...

l estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, aquel en donde las correlaciones internas  son mayores y a mayor rango de distancias. Y esto se refleja en sus propiedades  que son anisotrópicas ydiscontínuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y  con formas geométricas definidas(hábitos) cuando están bien formados. Sin embargo,  aquí una vez más, "el hábito no hace al monje" y su morfología externa no es  suficiente para evaluar la denominada cristalinidad de un material.

Con todo ello, nos preguntamos, ¿cuál es la peculiaridad que diferencia a los cristales de otros tipos de materiales?.  Pues bien, la denominada estructura cristalina está caracterizada microscópicamente por la agrupación de iones, átomos o moléculas según un modelo de repetición periódica, y el concepto de periodicidad es sencillo de entender si pensamos en los motivos de una alfombra oriental, dibujos de la Alhambra, una formación de tipo militar...

Si nos fijamos con detenimiento, en estos dibujos hay siempre una fracción de los mismos que se repite. Pues bien, en los cristales, los átomos, los iones o las moléculas se empaquetan dando lugar a motivos que se repiten desde cada 5 Angstrom hasta las centenas de Angstrom (1 Angstrom = 10^-8 cm), y a esa repetitividad, en tres dimensiones, la denominamos red cristalina.  El conjunto que se repite, por traslación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y lo denominamos celdilla elemental ó celdilla unidad. Para generalizar, su contenido (átomos, moléculas, iones), o sea el motivo que se repite, puede describirse por un punto (el punto reticular) que representa a todos y cada uno de los constituyentes del motivo. Por ejemplo, cada soldado sería un punto reticular. En la materia condensada, un monocristal es un dominio, generalmente poliédrico, de un medio cristalino.

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Pero hay ocasiones en las que la repetitividad se rompe, no es exacta, y precisamente esa característica es lo que diferencia a los cristales de los vidrios o en general de los llamados materiales amorfos (desordenados o poco ordenados)...

Modelo atómico en un material ordenado (cristal)

Modelo atómico de un vidrio

 

Sin embargo, la materia no siempre es totalmente ordenada, o totalmente desordenada, (cristalina o no cristalina), así que nos podemos encontrar con toda una degradación contínua del orden (grados de cristalinidad) en los materiales, que nos lleva desde los perfectamente ordenados (cristalinos) hasta los completamente desordenados (amorfos). Esta pérdida gradual de orden que se da en los materiales, es equivalente a lo que podemos observar en los pequeños detalles de esta formación gimnástica, que siendo en cierto modo ordenada, sin embargo hay unas personas con pantalones, otras con falda, con posturas algo distintas o ligeramente desalineados ...

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En la estructura cristalina (ordenada) de los materiales inorgánicos, los motivos repetitivos son átomos o iones enlazados entre sí, de modo que generalmente no se distinguen unidades aisladas y de ahí su estabilidad y dureza (cristales iónicos, fundamentalmente)...

Estructura cristalina de un material inorgánico: el α-cuarzo

Donde sí se distinguen claramente unidades aisladas, es en los llamados materiales orgánicos, en donde aparece el concepto de entidad molecular (molécula), formada por átomos enlazados entre sí, pero en donde la unión entre las moléculas, dentro del cristal, es mucho más débil (cristales moleculares). Son generalmente materiales más blandos e inestables que los inorgánicos...

Estructura cristalina de un material orgánico: Cinnamamida

En las proteínas también existen unidades moleculares, como en los materiales orgánicos, pero mucho más grandes. Las fuerzas que unen estas moléculas son también similares, pero su empaquetamiento en los cristales deja muchos huecos que se rellenan con agua no ordenada y de ahí su extrema inestabilidad.

Estructura cristalina de una proteína: AtHal3.  Se muestran los grandes huecos que deja el empaquetamiento cristalino

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Los distintos modos de empaquetamiento en un cristal dan lugar a las llamadas fases polimórficas (fases alotrópicas para los elementos), que confieren a los cristales (a los materiales) distintas propiedades. Por ejemplo, de todos son conocidas las distintas apariencias y propiedades del elemento químico Carbono, que se presenta en la Naturaleza en dos formas cristalinas muy diferentes, el diamante y el grafito:

Diamante (carbono puro)

Grafito (carbono puro)

El grafito es negro, blando y un lubricante excelente, lo que sugiere que sus átomos deben estar distribuidos (empaquetados) de un modo que puedan entenderse sus propiedades. Sin embargo, el diamante es transparente y muy duro, por lo que debe esperarse que sus átomos estén muy fijamente unidos. En efecto, sus estructuras sub-microscópicas (a nivel atómico) dan cuenta de sus diferencias...

Diamante, con estructura muy compacta

Grafito, con estructura atómica en láminas

En el diamante, cada átomo de carbono está unido a otros cuatro en forma de una red tridimensional muy compacta (cristales covalentes), de ahí su extrema dureza y su caracter aislante. Sin embargo, en el grafito los átomos de carbono están distribuidos en forma de capas paralelas separadas entre sí mucho más de lo que se separan entre sí los átomos de una misma capa. Debido a esta unión tan debil entre las capas atómicas del grafito, los deslizamientos de unas frente a otras ocurre sin gran esfuerzo, y de ahí su capacidad lubricante, su uso en lapiceros y su utilidad como conductor.

Y, hablando de conductores, en los cristales metálicos los átomos de metal se estructuran de forma que hay electrones deslocalizados que dan cohesión al conjunto y que son responsables de sus propiedades eléctricas.

Clasificacion de los metales.

Se pueden clasificar en metales negros y metales de color:

Metales Negros

Este grupo se caracteriza por un color gris oscuro, gran densidad, exceptuando a los metales alcalinos – ferreos, alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo. El metal más característico de este grupo es el hierro.

Metales Férreos

Hierro, cobalto, níquel (llamados ferromagnéticos) y el manganeso, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos. El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de aleación.

Metales refractarios

La temperatura de fusión de estos metales es superior que la del hierro, es decir, superior a 1539 ºC. se utilizan como elementos de adición a los aceros de aleación y como base para las correspondientes aleaciones.

Metales uránicos

Actínidos, que se utilizan principalmente en aleaciones para la energía atómica.

Metales Tierras Raras

Se incluyen en esta categoría al lantano, cerio, neodimio, praseodimio y otros agrupados bajo la denominación de lantánidos, y el itrio y el escandio, semejantes a los primeros por sus propiedades.

Estos metales poseen propiedades químicas muy próximas, pero sus propiedades físicas son bastante distintas (temperaturas de fusión y otras). Se utilizan como aditicoas a las aleaciones de otros elementos. En condiciones naturales se encuentran juntos y, debido a las dificultades que hay para separarlos en elementos aislados, se utilizan generalmente como aleación mixta, llamada “misschmetall”, que contiene entre 40 - 45 % de Ce y un 45 -50% de todos los demás elementos de tierras raras. Como aleaciones mixtas deben considerarse también el ferrocerio (aleación de cerio y hierro con otras tierras raras), el didimio y otras. Los metales alcalinotérreos, en estado metálico libre no se utilizan, a excepción de algunos casos especiales.

Metales de Color

Suelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo. El metal más representativo de este grupo es el cobre.

Metales Ligeros

Caracterizados por una baja densidad, entre ellos se encuentran el Berilio, magnesio y aluminio.

Metales Nobles

Los metales de esta categoría poseen gran resistencia a la corrosión y en ella se agrupan metales como la plata, el oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenio). A ellos puede agregarse el semidoble cobre.

Metales fácilmente fusibles

En esta categoría se encuentran el zinc, cadmio, mercurio, estaño, plomo, bismuto, talio, antimonio y los elementos con propiedades metálicas debilitadas como el galio y el germanio.

Historia del acero

No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.

Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios minihornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

Historia del aluminio

Introducción

La industria del aluminio ha sufrido avances a una velocidad de vértigo, pasando de una producción de apenas unas decenas de kilogramos en 1859 a una producción estimada de aluminio primario en el año 2008 de 25,6 millones de toneladas (Fuente IAI, esta cantidad es solamente aluminio primario, y excluye el aluminio reciclado y los aleantes), en el año 2010, la producción fue de 24,3 millones de toneladas (Fuente IAI,produccion mundial 1973-2010 Se considera, que alrededor del 75% de todo el aluminio producido durante su historia, sigue todavía en uso, dando una idea de su gran utilidad y durabilidad. Podemos afirmar, que a pesar de su abundancia en la naturaleza, el aluminio es un metal realmente joven.

Descubrimiento

Hans Christian Oersted (1777-1851) fue el primero capaz de aislar el aluminio en el año 1825, aunque no totalmente puro, y por tanto se pone en duda su logro. Oersted ideó la reacción de una amalgama de potasio sobre cloruro de aluminio, después del cambio, destiló en vacío la nueva amalgama para elimininar el mercurio. En 1827 Friederich Wohler (1800-1882) es el primero en conseguir claramente y de manera repetida la separación del aluminio por reducción del cloruro de aluminio por el potasio. Obtiene un polvo gris de de aluminio, el cual tiene presencia de óxidos y otras impurezas que impiden recogerlo en una sola masa. Despues de mejorar su método, Wöhler conseguía ya en 1845, pequños glóbulos de un metal suficientemente puro para describir correctamente las propiedades del aluminio.

Resumen

1809 - Humphrey Davy: Obtiene una aleación de hierro-aluminio.
1821 - Pierre Berthier: Descubre la bauxita.
1824 - Hans Christian Oersted: Obtiene los primeros globulos de aluminio.
1827 - Friedrich Wöhler: Produce polvo de aluminio.
1854 - Henry Sainte-Claire Deville: Obtiene el primer lingote de aluminio.
1886 - Paul Héroult y Martin Hall: Descubren a la vez el proceso de la electrólisis de la alúmina disuelta en criolita.
1889 - Karl Bayer: Obtención de alúmina por ataque a bauxita mediante sosa caústica.

Teoria 1.4

Soldadura por puntos de resistencia

La soldadura por puntos de resistencia se basa en el procedimiento mas antiguo que se conoce: la soldadura por forja. Se lleva a acabo aprovechando la propiedad de unión que presentan algunos metales al final de su fase solida, cuando se aplica sobre ellos una presión. Para ejecutarla, se eleva el material a temperaturas próximas a la de fusión mediante un calentamiento, y se unen las dos piezas mediante presión. Se trata por lo tanto de una soldadura por presión y no por fusión. 

Procedimiento de soldeo por puntos de resistencia

El ciclo de soldeo se puede dividir en varias fases:

1. Fase de posicionamiento: se ejerce presión sobre los electrodos de tal forma que se consiga la unión de los materiales a asoldar
2. Fase de soldeo: pasa la corriente eléctrica creando diferencia de potencial entre los electrodos. Se mantiene una presión entre los electrodos durante esta fase, que suele ser mejor que la ejercida en la fase de posicionamiento.
3. Fase de mantenimiento: se incrementa la presión ejercida después de cortarse la corriente eléctrica.
4. Fase de decadencia: se reduce la presión hasta retirar la pieza una vez ya soldada.

y estas son las fases que la maquina lleva a cabo cuando intentamos soldar con una maquina de soldadura por puntos de resistencia.

Soldeo por puntos de resistencia a una cara

Es la soldadura que se realiza aplicando sobre una de las chapas a unir un solo electrodo, y sobre la otra, una masa de superficie amplia. Esta soldadura se realiza en los lugares de la carrocería a los que no es posible tener acceso con la pinza de soldadura convencional. Es un tipo de soldadura que, generalmente, adolece de falta de propiedades mecánicas, debido a que la presión efectiva suele ser escasa, y el calentamiento no se reparte por igual en ambas chapas.

Equipo de soldadura por puntos

Los componentes del equipo son los siguientes: 

 La unidad de alimentación formada por transformador, rectificador y sus dispositivos de regulación y mando. 

 Pinza de soldadura neumática refrigerada para la soldadura por las dos caras. Pueden llevar un módulo refrigerador adicional y la pistola puede ser en “X” o en “C”. 

 Manguera de soldadura (2,3 ó 5 metros) 

 Juego de electrodos y porta-electrodos. 

 Pluma para sujeción de la manguera de soldadura. 

 Carro de transporte 

 Pistola multifunción para la soldadura por una cara de útiles de tracción, la soldadura de pernos y espárragos, y el calentamiento con electrodo de grafito (carbono). Esta pistola va acompañada del cable de masa.

Tratamiento térmico de las deformaciones concentradas

en este pdf puedes encontrar lo que estas buscando.

https://lapalma88.files.wordpress.com/2011/10/4-tratamientos-termicos.pdf

Uso del equipo multifuncion para la extracción  de golpes

Para utilizar esta maquina, en primer lugar tenemos que lijar la parte en la que vamos a trabajar ya que funciona con electricidad, por lo que necesitamos que un extremo que hace masa, contacte con la carrocería del vehículo y el otro extremos sea el que trabaje, también toque directamente sobre el metal y no sobre la pintura que actuara como aislante.

Una vez lijada la pintura, amarramos la masa al chasis del coche ayudándonos de una mordaza y nos disponemos a trabajar.

El extremo que trabaja esta compuesto por un martillo de inercia, lo acercamos hacia la zona a reparar, pegamos la punta de la estrella y apretamos el gatillo. En este instante la corriente circula y hace una pequeña soldadura en ese punto que hemos tocado, lo que nos permite darle al martillo de inercia e ir extrayendo poco a poco el golpe.

Este trabajo se realizara de la zona menos abollada a las mas profunda, y tendremos siempre la opción de regular la intensidad de la maquina si vemos que no se agarra lo suficiente.

En esta operación, una vez soldada la punta al larguero no debemos de dar mas de 2 golpes con el martillo de inercia ya que podríamos agujerear la chapa.

Una vez hemos extraído el golpe tendremos que repasar los puntos de los que hemos tirado dándoles golpes con el granete para igualar la zona.

Otro sistema que podemos utilizar es la colocación  de arandelas, las cuales dejaremos soldadas y mediante una barra que pase por ellas y una garra, ayudándonos también del martillo de inercia trataremos de sacar el golpe.

http://es.slideshare.net/cemarol/soldadura-por-puntos-de-resistencia-presentation-810613

https://www.youtube.com/watch?v=FWxRF_zKRD4

Practica 1.7

Practica del día 28/01/2016
En este día me dispuse a preparar las tapas de nuestra practica comodín como la moleta ya la tenia echa a la medida exacta de 20x40  me dispuse a hacer las muescas en la pieza a 0.5mm

Esta pieza ya la tenia echa lo que me quedaba era hacerle unas muescas en los lados para poder insertarlos en  la pieza básica de nuestra pieza comodín, me dispuse a ello como quería que me quedara fino no cogí la rotaflex para hacer dichas muscas sino que me dispuse a hacerlo con la sierra para poder hacer un trabajo mejor como era metal tarde bastante en cortarlo ya que costaba mucho y te mataba los brazos tras haber cortado la pieza con las muescas que queríamos me dispuse a lijar las esquinas de la pieza para que quedaran bien y tras acabar con esto le hice un agujero con una broca de 8mm como ponía en la guía de como hacer nuestra pieza y hasta aquí mi practica.

Teoria 1.3

Equipo oxigas 

El proceso de soldadura oxigas consiste en una llama dirigida por un soplete, obtenida por la combustión de los gases oxigeno-acetileno. El intenso calor de la llama funde la superficie  del metal base para formar una poza fundida. A lo largo que la llama se mueve a lo largo de la unión, el metal base y el metal de aporte se solidifican para producir el cordón.

Comburente

El oxigeno se suministra en botellones cargados con 150 atm. de presión, los botellones se caracterizan por ser de color azul, para así advertir del peligro que trae consigo la manipulación de este gas ya que si bien no es un buen combustible, es un buen comburente.

Combustible

El oxigeno acelera cualquier combustión en forma tal, que difícilmente puede ser mantenida bajo control. El gas acetileno (C2H2), es mas peligroso aun.

La mezcla de acetileno, resulta explosiva. El acetileno hace saltar cualquier contenedor, solamente por su aumento de presión. Por esta razón, existe una ordenanza, que exige que el acetileno no sea comprimido mas allá de 1.5 atm. Esta disposición parece estar en contradicción con el echo de que las botellas de acetileno se suministran con una presión de 15 atm. La explicación sin embargo es sencilla,el acetileno contenido en un botellon esta disuelto en un liquido. El solvente que se utiliza es acetona, que también ablanda la celulosa. Un litro de acetona puede disolver 24 litros de acetileno y a esto hay que agregar que con presión creciente, la capacidad de solución de acetileno en acetona aumenta. Dentro de un botellon de acero se encuentra ademas un relleno poroso, compuesto por materias primas solidas, como carbón vegetal o Kielselgur ( tierra de infusorios o harina de fósiles), que absorben el acetileno, de manera que no hay acetileno libre dentro de la botella, de esta manera se asegura que no se correrá ningún riesgo con este gas.
Los botellones de acetileno se caracterizan por su color amarillo, ademas poseen un reductor de presión distinto al destinados a los de oxigeno, esa medida se toma para poder descartar cualquier posibilidad de confusión.

Sistemas de regulación de gases

Gracias a una serie de manómetros que tiene incorporado del equipo de oxigas para saber en todo momento como esta la presión de los tanques para que la presión no aumente hasta un punto que sea incontrolable y gracias a unas llaves podemos controlare el paso de la cantidad de los gases.

la finalidad de la regulacion es tener una llama controlada y a la media que necesitamos.

Tipos de boquilla

             

Suele estar formada por dos salidas concéntricas de gas:
- Zona central: oxígeno de corte a presión.
 - Zona periférica: envolviendo a la anterior, salida de la mezcla oxígeno acetileno o mezcla de calentamiento.

El tipo de boquilla depende de la chapa con la que queramos trabajar

Hay tres tipos de boquillas dependiendo de que función queramos darla:

1. Boquillas oxicorte
2. Boquillas calentamiento
3. Boquillas de soldar

Procedimiento de encendido

Como vimos en clase `para encender la maquina de oxigas había que encender primero el gas que en este caso es el acetileno, tras haber encendido el acetileno lo regulamos para tener una cantidad adecuada de gas, tras esto le damos una chispa para poder arrancar la llama, después encendemos el oxigeno para alimentar la llama y con esto conseguimos encender de forma correcta nuestro soplete.

Regulación de la llama

Dependiendo de la cantidad de gas que se le aplique y la cantidad de oxigeno podemos apreciar tres tipos de llama que las puedes ver en la pagina 10 de este pdf (aprovecho para decir que es un pdf con buena información y con algunas cosas que no conozco pero la primera parte en mi opinión tiene una información muy aprovechable. 

http://www.ual.es/personal/alm212/documentos/MANUAL_II.pdf

Procedimiento de apagado

Para apagar la maquina de oxigas lo que necesitamos es apagar el acetileno para apagar la llama y dejar solo el oxigeno que es un gas no nocivo y no perjudicial con la precaución de que al apagar la maquina lo que necesitamos es cerrar bien las bombonas para que no haya perdidas de gas.

Medidas de seguridad

· No están permitidos los trabajos de soldadura en locales que contengan materiales combustibles, ni en las proximidades de polvo, vapores o gases explosivos.

 · No se pueden calentar, cortar o soldar recipientes que hayan contenido sustancias inflamables, explosivas o productos que por reacción con el metal del contenedor o recipiente generen compuestos inflamables o explosivos. Para realizar estos trabajos, es preciso eliminar previamente dichas sustancias. 

· Es obligatorio el uso de los equipos de protección individual requeridos para este tipo de operaciones. 

 · Las operaciones de soldadura corte y esmerilado deberán efectuarse con la protección de toldos o mantas incombustibles, con el fin de evitar la dispersión de chispas.