00-introducción a la ciencia de los materiales
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Introduccin a la ciencia de los materiales
Facultad Regional San Nicols (UTN)CIENCIA DE LOS MATERIALES 2013
Prof. Edgardo BenavidezAux. Yamila Lagorio
Clasificacin de los materiales. Propiedades de los materiales. Diseo y seleccin.
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Qu es la Ciencia e Ingeniera de los Materiales?
CREARnuevos materiales
MEJORARya existentes
Ciencia relacin: sntesis procesamiento estructura propiedades.
Ingeniera conversin / transformacin en dispositivos tiles.
campo interdisciplinario
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Clasificacin de los materialesFAMILIAS DE MATERIALES
Metales (y aleaciones)
Cermicos (vidrios y vitrocermicos).
Polmeros (plsticos).
Compuestos.
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Metales
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESCobre Conductores elctricos Alta conductividad
Buena formabilidadAceros Herramientas
ConstruccinResistencia mecnica
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Polmeros
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESPolietilieno Empaque de alimentos Fcil de moldear en
pelculas finasEpxicos Encapsulados de CI Aislante elctrico
Resistencia a la humedad
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Cermicas
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESTitanato de bario Capacitores Gran almacenamiento
de cargasSlice Fibras pticas Baja prdidas pticas
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Compuestos
MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESGraficto-Resina
epoxiComponentes de aviones
Alta relacin resistencia/peso
WC-Co Herramientas de corte Alta dureza Resistencia al
choque
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Clasificacin funcional
aeroepaciales compuestos C-C, aleaciones-Al, superaleaciones.
biomdicas hidroxiapatita, aleaciones-Ti, aceros inoxidables.
electrnicas GaAs, Ge, BaTiO3, Cu.
energa UO2, ZrO2, Si:H amorfo.
magnticas ferritas de Mn-Zn, Fe, Fe-Si.
pticas SiO2, vidrios, YAG.
inteligentes PZT, aleaciones Ni-Ti.
estructurales aceros, aleaciones-Al, concreto, plsticos, maderas.
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Propiedades (algunas) de los materiales
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Como debera ser
Insuficientemente rgido(E demasiado bajo)
Insuficientemente fuerte(sy demasiado bajo)
Insuficientemente tenaz(K1C demasiado bajo)
Demasiado denso(r demasiado alto)
Propiedades mecnicas
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Propiedades trmicas
(a) Alta temperatura de fusin Tm
Baja temperatura de fusin Tm
(b) Alto coeficiente de expansin a
Bajo coeficiente de expansin a
(c) Alta conductividad l Baja conductividad l
(d) Alta difusividad a Baja difusividad a
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Propiedades elctricas, magnticas y pticas
(a) Baja resistividad re Alta resistividad re
(b) Baja respuesta dielctrica Alta respuesta dielctrica
(c) Comportamiento magntico duro
Comportamiento magntico blando
(d) Refraccin Absorcin
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Procesamiento - Estructura - Propiedades - Desempeo
Sntesis / procesamiento
Estructura / composicin
Desempeo / costo
Propiedades
Necesidad & experiencia
Ciencia & entendimiento
Diseo/seleccin de materiales
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Etapas de diseo
Propiedad/forma requeridas
Disponibilidad
Material
Costo
Impacto ecolgico
Proceso
Eleccin final
Requerimientosde diseo
Requerimientos
Restricciones
Eleccin
Consecuencias
Decisin
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