Foros de SóloIngeniería

- 16 Oct 2009, 14:28 #189285

Buenas a todos
Creo este nuevo hilo de "conversación" a ver si alguien me puede ayudar en el tema (tampoco se si lo ubique bien aquí ). Trabajo en una cerámica y quería profundizar en el tema de fractura de la materiales cerámicos, es decir, para piezas de arcilla cocida (ladrillo, bovedilla, etc.). A ver si alguien sabe del tema o me podeis recomendar algo de bibliografía, apuntes, no se....
Un saludo

Última edición por gunin el 17 Oct 2009, 12:55, editado 2 veces en total

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- 16 Oct 2009, 21:44 #189350

Los materiales cerámicos tienen un comportamiento frágil (acabo de descubrir la penicilina ), y para empezar, podrías empezar por un libro de Elasticidad y otro de Resistencia de materiales para estudiar la rotura y el comportamiento de estos materiales, y luego pasarte a otro más genérico.

Yo estudié con los libros, tanto el de Elasticidad como el de Resistencia de Materiales, del señor Luis Ortiz Berrocal que a mi juicio están muy bien. También los de Manuel Vazquez son interesantes, aunque de menos nivel.

Para profundizar en el tema de los materiales cerámicos, alguno más específico, aunque en ese aspecto no te puedo recomendar ningún libro por desconocimiento

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- 16 Oct 2009, 21:54 #189353

Hola gonguma
Del Ortiz Berrocal quedamos hasta arriba en la asignatura de resistencia de materiales y dimos algo de fractura en tecnología de materiales. Yo quería profundizar algo más específicamente en el tema de fractura de cerámicos. Por eso no se si hay algún libro o monográfico del tema. A ver si alguien me orienta.
Gracias gonguma. Un saludo

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- 17 Oct 2009, 10:14 #189366

En mi humilde opinión, y puesto que a mí personalmente se me fracturan muchas piezas (caseras y artesanales), pienso que el tema de la fractura, más que al comportamiento elástico o plástico clásico de los materiales, va más ligado a los fenómenos de contracción y dilatación de los materiales cerámicos.
Ya sabes que todos los barros indican su contracción durante el secado y cocción. Esto lógicamente ha de producir tensiones en determinados puntos criticos. Ya sabes también que una unión en esquina que no sea redonda tienen muchas probabilidades de fisurar.
A mí me gustaría estudiar el modelado informático de formas a las que aplicando los coeficientes de contracción adecuados al barro después de la cocción resultasen en una estructura cerámica sin tensiones.
¡Vamos! Algo imposible.
Menos mal que a nivel artístico se valoran mucho más las fisuras. Como ves mi problema es menor pero estaré interesado en este tema. Si descubres algo me informas.

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Saludos,
MPa

- 17 Oct 2009, 12:37 #189375

A ver MPa si alguien nos ayuda con el tema. El tema de la fractura es muy complejo y es un mundo, sobre todo en los cerámicos. En cuanto a lo de la modelizacion informatica yo tambien estaría interesado, en todo vaya jaja. Ya nos mantendremos en contacto a ver si sacamos algo en conclusión.
Un saludo

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- 17 Oct 2009, 14:17 #189386

Mecánica de la fractura....apasionante mundo.

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Do you want to make a killing? Make up your mind!!!!!!!!!!!

- 17 Oct 2009, 14:39 #189389

En mi humilde opinión, y puesto que a mí personalmente se me fracturan muchas piezas (caseras y artesanales), pienso que el tema de la fractura, más que al comportamiento elástico o plástico clásico de los materiales, va más ligado a los fenómenos de contracción y dilatación de los materiales cerámicos.
Ya sabes que todos los barros indican su contracción durante el secado y cocción. Esto lógicamente ha de producir tensiones en determinados puntos criticos. Ya sabes también que una unión en esquina que no sea redonda tienen muchas probabilidades de fisurar.
A mí me gustaría estudiar el modelado informático de formas a las que aplicando los coeficientes de contracción adecuados al barro después de la cocción resultasen en una estructura cerámica sin tensiones.
¡Vamos! Algo imposible.
Menos mal que a nivel artístico se valoran mucho más las fisuras. Como ves mi problema es menor pero estaré interesado en este tema. Si descubres algo me informas.

El caso es que la tenacidad de los materiales cerámicos es muy baja, de ahí que se comporten como materiales frágiles. Por otro lado, la fractura que describes debida a la dilatación y contracción del material, se deberá a un proceso de rotura por fatiga del material, sometido a n ciclos de dilatación contracción, y como bien dices, los síntomas de fatiga aparecerán en los puntos de concentración de esfuerzos.

Por otro lado, los materiales cerámicos pueden sufrir fracturas por el denominado "choque térmico", que se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura. Entre los factores que condicionan la resistencia al choque térmico toma gran importancia la porosidad del material.

Al disminuir la porosidad (aumentar la densidad) la resistencia al choque térmico y las características de aislamiento se reducen, mientras que la resistencia mecánica y la capacidad de carga aumentan. Por ello muchos materiales son usados en estados muy porosos y es frecuente encontrar materiales combinados: una capa porosa con buenas propiedades de aislamiento combinada con una delgada chaqueta de material más denso que provee resistencia.

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- 19 Oct 2009, 08:35 #189497

Pues para incluir otra variable más, mi experiencia me dice que existe otro factor muy importante que es la distribución de tensiones en el proceso de extrusión. Si sale mal de la extrusora, adiós pieza.

Un saludo

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- 19 Oct 2009, 12:58 #189573

El caso es que la tenacidad de los materiales cerámicos es muy baja, de ahí que se comporten como materiales frágiles.
Por supuesto
Por otro lado, la fractura que describes debida a la dilatación y contracción del material, se deberá a un proceso de rotura por fatiga del material, sometido a n ciclos de dilatación contracción, y como bien dices, los síntomas de fatiga aparecerán en los puntos de concentración de esfuerzos.
¡En absoluto! No estamos hablando de ciclos. Estamos hablando de un proceso, que en caso de repetirse es de a lo sumo 2 ciclos más los cuales ya no son igual al primero, en el que hay secado, perdida de agua intermolecular e incluso transformaciones químicas
Por otro lado, los materiales cerámicos pueden sufrir fracturas por el denominado "choque térmico", que se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura.
De acuerdo, pero además y principalmente por los cambios de volumen del material. El proceso de ascenso de temperatura artesanalmente parte de horno frio, es lento y se puede controlar. A nivel industrial continuo existen las distintas etapas de temperaturas en los hornos que sí que pueden requerir un mejor ajuste

existe otro factor muy importante que es la distribución de tensiones en el proceso de extrusión. Si sale mal de la extrusora, adiós pieza.

Totalmente de acuerdo.

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Saludos,
MPa

- 19 Oct 2009, 14:17 #189583

El caso es que la tenacidad de los materiales cerámicos es muy baja, de ahí que se comporten como materiales frágiles.
Por supuesto
Por otro lado, la fractura que describes debida a la dilatación y contracción del material, se deberá a un proceso de rotura por fatiga del material, sometido a n ciclos de dilatación contracción, y como bien dices, los síntomas de fatiga aparecerán en los puntos de concentración de esfuerzos.
¡En absoluto! No estamos hablando de ciclos. Estamos hablando de un proceso, que en caso de repetirse es de a lo sumo 2 ciclos más los cuales ya no son igual al primero, en el que hay secado, perdida de agua intermolecular e incluso transformaciones químicasOk, pero esto lo has precisado ahora, no sabía bien de qué hablábais.
Por otro lado, los materiales cerámicos pueden sufrir fracturas por el denominado "choque térmico", que se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura.
De acuerdo, pero además y principalmente por los cambios de volumen del material. El proceso de ascenso de temperatura artesanalmente parte de horno frio, es lento y se puede controlar. A nivel industrial continuo existen las distintas etapas de temperaturas en los hornos que sí que pueden requerir un mejor ajuste

existe otro factor muy importante que es la distribución de tensiones en el proceso de extrusión. Si sale mal de la extrusora, adiós pieza.

Totalmente de acuerdo.

De todas formas, me retiro, que ya he llegado a mi límite sobre el tema

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- 19 Oct 2009, 19:26 #189632

La verdad es que es un tema interesante. Aquí os pongo un enlace orientativo.
http://materias.fi.uba.ar/7213/MATERIALESCERAMICOS.pdf

Veréis que se trata de un enfoque más científico que técnico. No tiene mucho que ver con la consulta de partida, es verdad. Ahora bien, el conseguir una cerámica tenaz puede resultar interesante.

Hay que tener en cuenta que la dilatación térmica es un asunto muy delicado y de la conductividad térmica, prefiero no hablar.

Otra cosa interesante también, es conseguir materiales de alta conductividad térmica y baja conductividad eléctrica. Creo que el reto se planteó en los cuasicristales. Mejor no lo lío más...

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 19 Oct 2009, 22:42 #189665

No sé exactamente qué le pasa a las piezas pero es habitual que si no son producciones unitarias.
He tratado el tema en varios hornos y suelen ser tres tipos de problemas: curvas de calentamiento/enfriamiento no adecuadas a las condiciones de las piezas, calentamiento/enfriamiento diferente entre distintas partes de la pila y tensiones procedentes de la extrusión.
También puede pasar que se hayan secado muy rápido o que no estén bien secas o similar, pero ya no es tema de la cocción.

Un saludo

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- 19 Oct 2009, 23:20 #189668

Hola a todos,

en el libro de materiales de Callister (Introducción a la ciencia de los materiales) había algunas fórmulas para materiales cerámicos y algo sobre propagación de fisuras y fractura frágil. No sé si es lo que quereís, pero es lo que recuerdo.

Saludos

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- 21 Oct 2009, 15:07 #190041

http://www.gef.es/Congresos/20/PDF/GEF074.pdf
http://materias.fi.uba.ar/7213/MATERIALESCERAMICOS.pdf
http://boletines.secv.es/upload/2009050 ... 039255.pdf
http://www.postgrado.csic.es/tesis_doct ... m#ceramica
http://boletines.secv.es/es/index.php

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- 21 Oct 2009, 15:47 #190049

Gracias berobreo , ya estoy echando un vistazo a estos enlaces.
Un saludo

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