ciencia e ing. de materiales (v.alcántara)

7/23/2019 Ciencia e Ing. de Materiales (v.alcntara)

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Ciencia e Ingeniera de Materiale

Ciencia de !ateriale" Una dici#lina cient$canti!a!ente relacionada con la in%etigaci&n' ()etiene #or o*+eto el conoci!iento *,ico de laetr)ct)ra interna' #ro#iedade - #rocea!ientode lo !ateriale"

Ingeniera de !ateriale" Una dici#lina deingeniera ()e trata del conoci!iento de lo!ateriale a ni%ele f)nda!entale - a#licado' cono*+eto de ()e #)edan er con%ertido en#rod)cto neceario o deeado #or )na ociedad

tecnol&gica"

A %ece e difcil de$nir la frontera entre a!*oconce#to #)e e.ite )na /ona de )o co!0n'eg0n la for!aci&n del e#ecialita"


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ESTRUCTURA DE UN MATERIAL

Expresin que relaciona la disposicin de sus componentes internos

Nivel Atmico: organizacin de los tomos o molculas entre s. Estructura microscpica: contiene grandes grupos de tomos enlazados entre

s y se puede observar con algn tipo de microscopio

Ejemplos:

Estructura cristalina: Los tomos siguen un orden o patrn geomtricoestablecido ormando redes cristalogricas !generalmente se presenta enmetales slidos"

Estructura amora: Los tomos no siguen un orden establecido

Estructura granular: Los cristales se agrupan ba#o dierentes orientacionesestableciendo lmites o ronteras que determinan los granos

Estructura $acroscpica: %e puede observar a simple vista E#emplo: las ibras de un material que &a sido deormado en rio o laestructura porosa de la supericie de un material undido.


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1RO1IEDADES DE UN MATERIAL

Termino que expresa el tipo y magnitud de la respuestaa un estimulo especiico impuesto

LAS 1RO1IEDADES SONINDE1ENDIENTES DEL TAMA2O 3

4ORMA DEL MATERIAL1ro#iedade Generale:5"6 1ro#iedade Mec,nica7"6 1ro#iedade el8ctrica9"6 1ro#iedade t8r!ica"61ro#iedade !agn8tica;"6 1ro#iedade tica


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RELACION ESTRUCTURA 1RO1IEDADES 3 1ROCESOS


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CLASIFICACION DE LOS MATERIALES DE USO INDUSTRIAL

Los materiales slidos se clasiican en tres grupos: $E'ALE% (E)*$+(,% -

,L/$E),%. Adems existen otros dos grandes grupos importantes de materialestcnico: $A'E)+ALE% (,$0E%',% !(ompositos" - %E$+(,N10(',)E%.

$E'ALE%resentan enlace metlico.%on buenos conductores del calor - la electricidad.

%on resistentes - deormables.La plasticidad - la gran conductividad trmica - elctrica son propiedadesexclusivas de los metales.El n2mero de metales empleados en la industria es mu- reducido: &ierro3aluminio3plomo3zinc3esta4o3nquel3cromo3magnesio3etc5 pero el n2mero decombinaciones o ALEA(+,NE% con otros elementos es inmenso5 destacando

por su uso industrial EL A(E),5 que es una aleacin de &ierro3carbono.1entro de las aleaciones metlicas de uso industrial tambin podemosdestacar las siguientes:ALEA(+,NE% L+6E)A%: aleaciones que tiene como base el aluminio.ALEA(+,NE% %0E)AL+6E)A%: aleaciones que tiene como base el magnesio.


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(E)*$+(,%

Son co!#)eto ()!ico contit)ido #or !etale -no !etale >&.ido' nitr)ro - car*)ro?@ ()ere)ltan de la co!*inaci&n de al !eno )n ele!ento!et,lico - )no de lo ; ele!ento no !et,lico: >C'N' O' 1 & S?"

La al0!ina ) &.ido de al)!inio >Al7O9? e )n!aterial caractertico de )na fa!ilia deno!inadacer,!ico tradicionaleB e.itiendo ta!*i8n: el&.ido de !agneio >MgO?@ la lice >SiO7? ()e e la*ae de lo ilicato - !ateriale arcilloo" Ta!*i8ntiene al ce!ento - %idrio dentro de eto !ateriale"

S) caractertica on:

UENOS AISLANTES ELCTRICOS 3 TRMICOS3 MU3 DUROS 3 4RGILES"


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Material Gravedadespecfica

Temperatura de

FusinF C

(ermicas tradicionalesAl2mina !Al7,8"Ladrillo5 construccin(emento5 rtland9aolinita Al7%i7,;!,


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Cer,!ico tradicionale:

Se *aan en lo ilicato !inerale>arcilla?' la lice >c)ar/o? SiO7 - lo&.ido !inerale >al0!ina?" Eto e

for!aron en la corte/a terretre Face!illone de ao #or co!#le+o#roceo geol&gico"

El !, co!0n de eto !ateriale e

la Arcilla iendo la !, )ada lacaolonita HAl7SiO7O9>O?9 & ilicatoFidratado de al0!ina"


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N)e%o Materiale Cer,!ico:

%e reieren a los materiales cermicos que &an sido desarrollados

sintticamente en las 2ltimas dcadas. %e basan en compuestosdierentes a las variedades del silicato de aluminio !que orma elgrueso de los cermicos tradicionales".

(lasiicacin: %e analizan dentro de las categoras de los compuestos qumicos:

,B+1,%3(A)?0),% - N+')0),%. ,xidos (ermicos. El ms importante es la al2mina !Al7,8". %e produce sintticamente

a partir de la bauxita. La resistencia - tenacidad se &a me#oradocon respecto a su contraparte natural a travs del control del

tama4o de partculas e impurezas - mezclndolo con peque4ascantidades otros ingredientes cermicos.

%e aplica en abrasivos !ruedas de simeril"C aislantes elctricosinsertos para &erramientas de corte5 conos aislantes de bu#as5 etc


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(A)?0),%. Los carburos cermicos inclu-en al (arburo de %ilicio !%i("C (arburo

de 'ugsteno !@("C (arburo de 'itanio !'i("C (arburo de 'antalio !'a(" -(arburo de (romo !(r8(7".

El @(5 'i( - 'a( son apreciados por su dureza - resistencia aldesgaste por lo que se usan ampliamente en las &erramientas de corte.Estos carburos se combinan con un aglomerante metlico como elcobalto o el nquel a in de abricar un producto slido 2til5 como son

las plaquitas usadas en el corte con mquinas &erramientas. N+')0),%

Los nitruros cermicos ms importantes son: el Nitruro de %ilicio!%i8N="5 el Nitruro de ?oro !?N" - el Nitruro de 'itanio !'iN".

El !%i8N=" tiene propiedades como ba#a expansin trmica5 buenos

resistentes a los c&oques trmicos5 a la corrosin. %e oxida alrededorde D7F( - se descompone a los DGF( lo que &a permitido que seapliquen en las turbinas de gas !motores de a%i&n?' criole #araf)ndici&n - #r&.i!a!ente e a#licar, en !otore dea)to!&%ile"


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N0EHA% AL+(A(+,NE% 1E L,% (E)A$+(,%


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,L/$E),%

(omprenden materiales artiiciales que son desde los amiliaresL*%'+(,% &asta el cauc&o. %e trata de compuestos orgnicos5basados en el carbono5 &idrgeno5 - otros elementos no metlicos5caracterizados por la gran longitud de las estructuras moleculares.

%e caracterizan por poseer ba#as densidades - extraordinaria

lexibilidad. Los plsticos representan una gran variedad de polmeros. El ImerJ

o monmero en un plstico es una molcula 2nica de&idrocarburos5 por e#emplo una molcula de etileno5 !(7


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Clai$caci&n de lo 1ol!eroExisten diversas ormas de clasiicar los polmerosC una de ellas es

seg2n su respuesta mecnica a temperaturas elevadas. %eg2n estotenemos: ,L+$E),% 'E)$,E%'A?LE% - ,L+$E),%'E)$,L*%'+(,%.

,L/$E),% 'E)$,L*%'+(,%.%E A?LAN1AN AL (ALEN'A)%E %E EN10)E(EN AL

ENK)+A)%E !estos procesos son totalmente reversibles - puedenrepetirse". %on relativamente blandos - d2ctiles. %e abrican conaplicaciones simultneas de calor - presin.

,L/$E),% 'E)$,E%'A?LE%.

%E EN10)E(EN AL (ALEN'A)%E - no se ablandan al continuarcalentando. %olamente una rotura excesivamente alta causa larotura. Estos polmeros son ms duros5 ms resistentes - msrgiles que los termoplsticos - tienen ma-or estabilidaddimensional.


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N0EHA% AL+(A(+,NE% 1E L,% ,L+$E),%


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M TERI LES COMPUESTOS:

La ma-ora de la tecnologa moderna requiere materiales con una combinacin

inusual de propiedades5 imposible de conseguir con los metales5 los cermicos- los polmeros convencionales5 lo que &a &ec&o necesario que se desarrollenlos llamados $A'E)+ALE% (,$0E%',% , (,$,%+',%.

0n material compuesto es un material multiase que conserva una proporcinsigniicativa de las ases constitu-entes de manera que se obtienen por lame#or combinacin posible. Las me#ores propiedades se obtienen por

combinacin razonada de dos o ms materiales dierentes. Las dos ases se denominan: KA%E $A')+ - KA%E 1+%E)%A. Laspropiedades de los compuestos en uncin de las propiedades de las asesconstitu-entes5 de sus proporciones relativas - de la geometra de las asesdispersas5 entendiendo por este 2ltimo tenemos: la orma5 el tama4o5 ladistribucin - la orientacin de las partculas.

E#emplo: Kibra de vidrio : es un vidrio en orma ilamentosa embebida dentro de unmaterial polimrico. Es mecnicamente resistente debido al vidrio - lexibledebido al polmero.


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(lasiicacin de los $ateriales (ompuestos :

Refor/ado con#artc)la

1artc)la

grande

1artc)la$na

di#era

Contin)a

>alineada?

Dicontin)a

>Corta?

La!inare

1anele

SandKicF

Refor/ado con $*ra Etr)ct)ral

alineada

orientaci&n al a/ar

Materiale

Co!#)eto


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NUEVAS A1LICACIONES DE LOS MATERIALESCOM1UESTOS


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RESUMEN

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