DILATOMETRIA

DILATOMETRIA

Presentado por:Viviana CandelaDavid MontillaMerly SalcedoOmar SerranoHenry AnayaCONTENIDO

INTRODUCCINLos materiales cermicos durante diferentes proceso como coccin, sinterizacin, entre otros, experimentan cambios dimensionales debido al calentamiento y enfriamiento a los cuales son sometidos.

Para entender el comportamiento de los cermicos durante dichos procesos, se desarrollaron diferentes tcnicas de caracterizacin como la dilatometra.CONCEPTO La dilatacin se da en todo cuerpo, que por los efectos del calor sufren algunos cambios. Estos consisten en el aumento o la disminucin de las dimensiones del material sometidos a dichos cambios de temperatura.

DILATOMETRIALa dilatometra es una tcnica con una amplia precisin usada para medir el cambio en la longitud, volumen o alguna otra dimensin mtrica que sufre un cuerpo fsico debido al aumento de temperatura.

Esta se utiliza en la mayora de los materiales solidosmetalescermicos, polvos pastas en funcin de la temperaturaDILATOMETRO

Solo materiales metlicos

No permite dar un seguimiento de la variacin deformacin vs T.

Temperatura Limite

Porcentaje de errores altos en las medicionesDilatmetro lineal simpleDILATMETROS DE LTIMA GENERACIN

Rangos de temperaturas

Dilatmetro horizontal

Tipos de anlisis

DILATOMETRIA EN MATERIALES CERAMICOSTcnica de dilatacin lineal trmica:

Mide la dilatacin-contraccin y se puede expresar de la siguiente manera:

Porcentaje del aumento de la longitud inicialCoeficiente de dilatacin termina linealFACTORES QUE AFECTAN LA DILATOMETRIAPROCEDIMIENTO Esta tcnica se realiza bajo la siguiente norma:

ASTM E228-11

Dilatacin trmica lineal de materiales solidos

PROCEDIMIENTO15 Existen unas series de ecuaciones en funcin de datos obtenidos a travs del dilatmetro Esto lleva a una determinacin del material segn la norma ASTM E228-11

16CALCULOS Calculo de la expansin trmica lineal de la muestra.

Calculo de los coeficientes de expansin trmica media, dividiendo por los rangos de temperaturas

otras normas usadas

ASTM C1470 -06 Gua estndar para propiedades trmicas de cermicos avanzados.

ASTM E831-12 Mtodo estndar para determinar expansin trmica lineal de materiales solidos por anlisis termodinmico.

ASTM C824-91 Preparacin de muestras para determinar la expansin trmica lineal de vidrios esmaltados por el mtodo de dilatometra.

ARTICULO Expansin trmica de Ba2ZnSi2O7, BaZnSiO4 y la serie de solucin solida BaZn2_xMgxSi2O7 (0x 2), estudiada por difraccin de rayos X a altas temperaturas y dilatometra

Marita Kerstan,Matthias Muller, Christian RusselOtto-Schott-Institut, Jena University, Fraunhoferstr. 6, 07743 Jena, Germany2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

ArtculoOBJETIVO PRINCIPAL Medir el comportamiento de la expansin trmica de silicatos de zinc y bario estudiada tanto por difraccin de rayos X a altas temperaturas y dilatometra en una solucin de BaZn2Si2O7 y BaMg2Si2O7

Palabras claves: Silicatos de Zinc BarioSilicatos de Zinc Manganeso BarioExpansin trmicaDifraccin de rayos X a altas temperaturasDilatometra

ARTICULO INTRODUCCION

Los materiales con altos coeficientes de expansin trmica son usados en sistemas de altas temperaturas, un ejemplo son los materiales de sellado, estos pueden remplazar a los vidrios con altas temperaturas de ablandamientos, debido a que el vidrio posee un bajo coeficiente de expansin.

En este artculo se determin el comportamiento de expansin trmica Ba2ZnSi2O7, BaZnSiO4 y BaZn2Si2O7 que fueron caracterizados por rayos x a altas temperaturas y por dilatometra.

ARTICULO Se estudio la capacidad del material ( vidrio) pueda ser utilizado como pilas de combustible (SOFCs) o como reactor de altas temperaturas, en donde se requieren para resistir altas temperaturas, as como ciclos trmicos estables durante largos periodos de tiempo.

ARTICULO

Figura 1. Difractograma de la especie BaZn2Si2O7 a diferentes temperaturas.ARTICULO Para la preparacin de la muestra del dilatmetro, se trabajaron los respectivos polvos de silicatos con un tamao < 63 um.

Para la dilatometria se uso un dilatmetro NETZSCH dil 402 pc con una velocidad de calor de 5 K/ min.

Figura 2. dilatmetro NETZSCH dil 402 ARTICULO Resultados

El coeficiente de expansin trmica es calculado como la expansin en las tres direcciones ortogonales

Para el BaZnSiO4 el coeficiente de expansin trmica es 9,7*10-6 /K , en este caso la expansin es fuertemente anisotrpica y sobre la direccin cristalogrfica eje c mas del doble que en otras direcciones.

La expansin trmica del BaZn2Si2O7 es 2,5 veces mas larga que la expansin de los otros dos compuestos , sin embargo en el eje c es negativa .ARTICULO

Figura 3. Dilatacin en funcin de la temperatura para el silicato de Zinc Bario Figura 4. Dilatacin de la solucin solida en funcin de la temperaturaARTICULO

Tabal 1. valores de la tcnica medida con el HT-XDR y con el dilatmetro convencionalARTICULO CONCLUSIONES

En el rango de las temperaturas de los ciclos trmicos los compuestos Ba2ZnSi2O7, BaZnSiO4 y BaZn2- Si2O7 exiben coeficientes de 8,9, 9,7, 23,3 *10-6/K.

La solucion solida exihibe una transicion desde las bajas temperaturas hasta altas temperaturas , el efecto de volumen puede corre paralelo.BIBLIOGRAFIA El dilatmetro ptico sin contacto en el control del comportamiento cermico de las materias primas. Expert System Solutions S.r.l. sitio web : www.expertsystemsolutions.com. Cermicos. Revista de edificacin. N 29 (1999). pgs. 67-71 Normas ASTMElsevier. Journal of Solid State Chemistry. Thermal expansionofBa2ZnSi2O7, BaZnSiO4 and the solid solution series BaZn2_xMgxSi2O7 (0x 2) studied by high-temperature X-ray diffraction and dilatometry. Marita Kerstan, Matthias Muller, Christian Russel. Otto-Schott-Institut, Jena University, Fraunhoferstr. 6, 07743 Jena, Germany