Fundamentos de Metalurgia, Polímeros y Cerámicas

Procesos de Obtención y Transformación de Materiales

1. Cobre

• Extracción y concentración: Calentamiento del mineral en atmósfera oxidante para obtener una mezcla o mixto.
• Fusión: El mixto se funde a 1200-1400 °C en un horno hasta alcanzar el estado líquido, formando la mata.
• Afinado: La mata se afina para obtener cobre impuro, denominado cobre blister o cobre negro (93%). Este se refina térmicamente y se moldea en forma de ánodos (99,5%).
• Refino electrolítico: A partir de los ánodos, se obtiene cobre cátodo con una pureza del 99,9%.

2. Aluminio

• Obtención de alúmina: Se obtiene óxido de aluminio puro (Al₂O₃) a partir de la bauxita mediante el procedimiento Bayer.
• Reducción electrolítica: Se obtiene aluminio puro mediante electrólisis ígnea del óxido de aluminio.

3. Titanio

• Cloración: A partir del rutilo (TiO₂), se obtiene tetracloruro de titanio (TiCl₄) por cloración a 800 °C en presencia de carbono.
• Purificación y reducción: El tetracloruro de titanio se reduce con magnesio (Mg) o sodio (Na) molido en una atmósfera inerte, obteniendo esponja de titanio.
• Fusión: La esponja se funde en hornos de plasma o de fusión bajo vacío para obtener titanio metálico.

4. Plásticos

El petróleo ingresa en la industria petroquímica, pasando por la refinería (destilación y cracking) donde se sintetizan los productos creando monómeros. Estos pasan al reactor de polimerización, del cual salen polímeros (gránulos, polvos, pastas o líquidos) que se dirigen al mezclado para añadir aditivos. Finalmente, el plástico se procesa para darle su forma definitiva. La polimerización puede ser por etapas (policondensación) o en cadena.

5. Cerámicas

Cerámicas clásicas

Incluyen la preparación de la pasta, moldeado, secado y cocción.

Cerámicas estructurales

• Preparación: Materia prima, aditivos, control de humedad y granulometría.
• Conformado: Obtención de la forma definitiva de la pieza.
• Sinterizado: Temperatura elevada que favorece la difusión y consigue la máxima densidad.
• Acondicionamiento final: Procesos de mecanizado y acabado superficial.

6. Sinterización

1. Tras el conformado, las partículas de polvo entran en contacto.
2. Formación de puentes de enlace en regiones de contacto (límite de grano).
3. Crecimiento de los puentes y conversión de los intersticios.
4. Eliminación de los poros para alcanzar la máxima densidad.

7. Vidrio

• Fusión: Fusión de las materias primas.
• Conformación: Procesos en caliente como estirado, laminado, prensado o moldeado.
• Tratamientos posteriores: Enfriamiento o recocido.