Corrosión y elección de materiales: aleaciones, polímeros y compuestos
Introducido| English | Significado |
|---|---|
| corrosion/kəˈrəʊʒn/ | corrosión |
| alloy/ˈælɔɪ/ | aleación |
| composite/ˈkɒmpəzɪt/ | compuesto |
| sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ | protección sacrificial |
| carat | quilate |
| thermosoftening polymer | polímero termoendurecible |
| thermosetting polymer/ˈθɜːməsɪtɪŋ ˈpɒlɪmə/ | polímero termoestable |
| matrix/ˈmeɪtrɪks/ | matriz |
| reinforcement/ˌriːɪnˈfɔːsmənt/ | refuerzo |
¿Por qué pueden fallar dos recubrimientos de manera diferente?
- La pintura y el zinc pueden separar ambos al hierro de su entorno. Después de un arañazo, su protección puede diferir porque el zinc puede reaccionar en lugar del hierro.
- Esta lección cubre materiales de Química Separada: corrosión, aleaciones, cerámicas, polímeros y compuestos. Elegir un material según las propiedades necesarias para su función, usando los datos proporcionados reales.
Probar qué necesita el oxidado
- La corrosión es la destrucción por reacciones químicas con el entorno. El hierro se oxida cuando están disponibles tanto agua como oxígeno. Comparar clavos equivalentes durante el mismo tiempo y temperatura.
- El aire húmedo proporciona ambos; el aire seco con agente desecante elimina el agua; el agua hervida bajo aceite limita el oxígeno. Mantenga el último clavo completamente sumergido. Los controles distinguen dos condiciones necesarias en lugar de demostrar una regla a partir de un solo clavo oxidado.
Compare barreras con protección sacrificial
- La pintura, la grasa y el galvanizado electroquímico adecuado actúan como barreras. Un arañazo expone el hierro al agua y al oxígeno. El galvanizado con zinc también proporciona protección sacrificial porque el zinc es más reactivo que el hierro y se oxida preferentemente.
- El hierro expuesto cercano puede permanecer protegido mientras persistan el contacto adecuado con el zinc y su suministro. Un recubrimiento menos reactivo no puede ofrecer la misma protección sacrificial. La capa adherente de óxido del aluminio protege su superficie; esto no significa que el aluminio nunca reaccione.
¿Por qué el zinc puede proteger el hierro cercano en un arañazo?
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El zinc proporciona protección sacrificial porque es más reactivo que el hierro, mientras persisten el contacto adecuado y el suministro de zinc. Los recubrimientos menos reactivos solo ofrecen la protección de barrera correspondiente.
Asocie cada aleación con su propósito
- El bronce contiene cobre y estaño; el latón contiene cobre y zinc. Los joyas de oro pueden contener plata, cobre o zinc para mejorar la dureza y resistencia al desgaste. Diferentes tamaños atómicos pueden impedir el deslizamiento de capas metálicas regulares.
- El acero alto en carbono es fuerte/duro pero frágil; el acero bajo en carbono es más blando y fácil de moldear; el acero inoxidable contiene cromo y níquel y resiste la corrosión. Las aleaciones de aluminio tienen baja densidad, útil para aeronaves. Utilice datos de aleaciones desconocidas en lugar de asumir que toda aleación es la mejor para todo.
Interprete las quilates como fracción másica
- El oro puro es 24 quilates. Dieciocho quilates significan una fracción másica de oro $18/24=0.75$, o $75\%$, en lugar de dieciocho por ciento.
- Un anillo de 12 g contiene $m_{gold}=12\times18/24=9$ g de oro y $12-9=3$ g de otros metales. Un anillo independiente de 8 g de la misma pureza contiene 6 g de oro; la fracción permanece igual cuando cambia la masa total.
Un anillo de 8 g es oro de 18 quilates. Calcule la masa de oro.
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Masa de oro = masa total × fracción de oro = 8 g × 18/24 = 6 g. El oro de dieciocho quilates es 75% de oro, no 18%. Los 2 g restantes son otros metales.
Fabricar vidrio y cerámicas de arcilla
- El vidrio sódico-cálcico se fabrica con arena, carbonato de sodio y piedra caliza. El vidrio borosilicato usa arena y trióxido de boro y tiene una temperatura de fusión más alta.
- Las cerámicas de arcilla, como ladrillos y vajillas, se fabrican dando forma a la arcilla húmeda y calentándola en un horno. La dureza, fragilidad y resistencia al calor afectan la idoneidad; la mayor resistencia sola no establece el mejor material para impactos.
Distinguir empaquetamiento de polímeros de entrecruzamiento
- El polietileno de baja densidad y de alta densidad usan el mismo monómero etileno. Diferentes condiciones de producción conducen a diferencias en ramificación/empaquetamiento: las cadenas ramificadas se empaquetan menos cerca que las cadenas más rectas.
- Un polímero termoablandable tiene cadenas separadas que pueden moverse al calentarse cuando se superan las atracciones intermoleculares. Un polímero termoendurecedor tiene enlaces cruzados covalentes formando una red y no se funde; el calor intenso puede descomponerlo. Fundir cadenas separadas no rompe su esqueleto covalente.
Fundir un polímero termoplástico requiere romper sus cadenas principales covalentes.
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Calentar supera las atracciones intermoleculares lo suficiente para que las cadenas separadas se muevan. Romper la cadena principal covalente no es el proceso de fusión. Las uniones cruzadas covalentes hacen que una red termoestable resista la fusión; el calentamiento intenso puede descomponerla.
Empareje el término con su significado preciso.
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Use la estructura química, el proceso o el límite comparativo para distinguir los términos.
Elegir un compuesto con un límite explícito
- Un compuesto tiene una matriz que rodea y une un refuerzo de fibras o fragmentos: fibras de vidrio en resina, fibras de carbono en resina polimérica, o agregados en un aglutinante basado en cemento. Nombre ambos componentes; "fibra de carbono" solo es incompleto.
- Los candidatos ficticios tienen valores de densidad/fuerza A: 7.8/500, B fibra-resina: 1.6/600, C cerámica: 2.4/650 con fragilidad, en unidades comunes proporcionadas. B es prometedor para una pieza ligera resistente al impacto, pero se necesitan pruebas de impacto, temperatura, costo y vida útil del servicio. No inventar certeza a partir de un solo número.
Relacione la estructura o reacción con la propiedad, luego la propiedad con el uso. Indique una condición o medición faltante que limite la recomendación.
¿Cuáles dos conclusiones utilizan correctamente la evidencia del material?
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Las propiedades deben coincidir con el servicio. La ramificación de cadenas y el empaque dependen de las condiciones de producción, y el óxido protector del aluminio es en sí mismo un producto de reacción. La máxima resistencia sola no establece el comportamiento de impacto.
¿Cómo se llama el ligante circundante en un compuesto reforzado con fibras?
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La matriz rodea y une el refuerzo. Para fibra de vidrio/resina, la resina es la matriz y las fibras de vidrio son el refuerzo.