ciencia de los materiales clase 1 -2015

7/26/2019 Ciencia de los materiales clase 1 -2015

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UNIDAD 1INTRODUCCION A LA

CIENCIA DE LOSMATERIALES


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OBJETIVOS Explicar la importancia y aplicaciones generales de los materiales

en la sociedad actual

Describir el objeto de la Ciencia e Ingeniera de materiales

Conocer dierentes criterios para la clasiicaci!n de losmateriales"

Enunciar las caractersticas distinti#as de cada grupo de

materiales$ as como algunas aplicaciones"

Describir el objeto de la Ciencia e Ingeniera de materiales

Explicar la relaci!n existente en el trinomio estructura%


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u es un material

Sustancia de las que cualquier

cosa est compuesta o hecha

Todo a&uello &ue el ser 'umano

necesita para construircosas


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Importancia de los materialesen la industria actual

dise(oselecci!n de materia primamanuacturadesec'os

Insumos/Mat

eria prima

Transformaci

n

!roducto

terminado


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Cmo elegir unmaterial?

a" #a$a resisti%idad& conductor alta resisti%idad& aislante

'" !ropiedades diel(ctricas& permitir paso de radiacioneselectroma)n(ticas o re*e$arlas

a" Alta temperatura de ser%icio 'a$a temperatura deser%icio

'" Alto coe+ciente e,pansin t(rmica 'a$o coe+cientee,pansin

c" Alta conducti%idad t(rmica 'a$a conducti%idadt(rmica

Mu-denso

!ocotena.

Como de'eser PROPIEDAD

ES


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)a selecci!n de un material para un uso particular es un procesomuy complejo" Sin embargo$ la selecci!n puede simpliicarse sise conocen los siguientes aspectos*Manufactura Requerimien

tosfuncionales

Consieracin e costos

Par!metrose o"eracin

!lasticidad Resistencia Materia prima !resin

Malea'ilidad Dure.a !rocesamiento Temperatura

Ductilidad Ri)ide. Almacenamiento

Tipo dematerial

Mauina'ilidad Tenacidad Mano de o'ra Corrosin

!ropiedadespara fundicin

Conducti%idadt(rmica

Tratamientosespeciales

Tipo deam'iente

Solda'ilidad 0ati)a Disponi'ilidad Des)aste

Aca'ado Creep o Impuestos - Efectos

Cmo elegir unmaterial?


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PRTESIS: EVOLUCIN


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PRTESIS: REQUISITOS


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PROPIEDADES

GENERALES

ME#A$ICOS

PO$IMEROS

E$EC#R%&ICOS

COMP'ES#OS

CERAMICOS

C$ASI(ICACIO& DE MA#ERIA$ES


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C$ASI(ICACIO& DE MA#ERIA$ES)('&CIO&A$


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Ejemplo de tipos de materiales de ingeniera con lo&ue est+n 'ec'as algunas cosas"

Metales -aleaciones

Cer2micas- %idrios

!ol3meros

Materialescompuestos

!ol3merosrefor.ados

Cementosrefor.adoscon +'ras

cermets

Neum2ticoscon cordonesde acero

C0R

!

40R

!0i'ra de%idrio

0i'ra de car'ono


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MATERIALES METALICOS

Sustancias inorg+nicas ormadas por uno o m+selementos met+licos ,ueden contener elementos no met+licos* C$ -$ O .tomos dispuestos de manera ordenada Buenos conductores t/rmicos y el/ctricos 0elati#amente alta resistencia mec+nica D1ctiles a temperatura ambiente* capacidad de

deormaci!n Ejemplos* aluminio$ cobre$ 'ierro$ n&uel$ titanio


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imanes0renos dedisco

pa%imentos

capacitores

%idrio

s

CERAMICOS


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CERAMICOS

2ateriales inorg+nicos ormados por elementosmet+licos y no met+licos unidos &umicamente ,ueden ser cristalinos$ amoros o me3clas Ex'iben alta dure3a 4islantes el/ctricos y t/rmicos 0esistencia a altas temperaturas 0esistencia a la 'umedad

Bajo coste pero su procesado es lento y caro Ejemplos* al1mina 54l6O78 $ slice 5SiO68$ #idrio$

cemento


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POLIMEROS(poli muchos! mero unidades"


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POLIMEROS( poli muchos! mero unidades"

2ateriales org+nicos no cristalinos$ basados enC$ 9 y elementos no met+licos

,oseen densidades bajas y extraordinaria

lexibilidad 0esistencia y ductilidad #ariable 2alos conductores de la electricidad

4lgunos son buenos aislantes el/ctricos Ejemplos* polietileno$ poliestireno$ cauc'o$nylon$ telon$ ep!xicos:"


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!oli(ster - +'ra de%idrio

concreto

0i'ra de car'ono madera

COMP#ESTOS


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COMP#ESTOS Son me3clas de dos o mas materiales*

material de reuer3o y matri3 Combinan las mejores caractersticas de cada

componente

)os componentes pueden ser sicamenteidentiicados ,ropiedades #ariables ,ueden clasiicarse en tres categoras* con

partculas$ con ibras y laminares Ejemplos* ibra de #idrio 5;


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Circuitos inte)rados

)rafeno

SEMICO$%#CTORES(ELECTRO$ICOS"

Cip5 LED - transistor


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SEMICO$%#CTORES (ELECTRO$ICOS"

Compuestos de sustancias

inorg+nicas en base alsilicio puro modiicado yel germanio

Tienen propiedadesel/ctricas intermedias

entre conductores yaislantes*semiconducti#idad

,osibilitan abricaci!n de circuitos integrados Sus aplicaciones* circuitos integrados utili3ados en

relojes digitales$ sat/lites de comunicaci!n$ordenadores$ robots$ etc

Son extremadamente sensibles a la presencia de

diminutas concentraciones de impure3as


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CIE$CIA E I$&E$IERIA%E LOS MATERIALES

Conocimiento*!sico e laestructurainterna+ las

"ro"ieaes, la

ela*oracine materiales

Conocimiento a"licao e

los

materiales+"ara sercon-ertios

en "rouctos

Ciencia elos

materiales

Ingenier.ae los

materiales

Conocimientoresultante e la

estructura+"ro"ieaes+

ela*oracin ,com"ortamientoe los materiales

e ingenier.a/


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24TE0I4)Sustancia de las &uecual&uier cosa est+compuesta o 'ec'a"

,0O,IED4DESCaractersticas &ue 'acen&ue el material secomporte de maneradeterminada ante unestmulo externo"

SELECCIO$


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Alternati%as para seleccionar

un material para fa'ricar rinespara %e3culo li%iano6

#etraero e la Ciencia e Ingenier a e


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#etraero e la Ciencia e Ingenier a eMateriales

esem"e0ocosto

Estructura

com"osicin

Procesamiento

propiedades

Costos defa'ricacin


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Cristalina o atmica& modelo re)ular

tridimensional de 2tomos5 iones omol(culas en el espacio6

Electrnica& distri'ucin de los electronesen los distintos ni%eles ener)(ticos

Microestructura) estructura del material

a una escala de lon)itud de 718 a 1888nm6 Inclu-e caracter3sticas como tama9opromedio5 distri'ucin5 orientacin de)ranos - las relacionadas con defectos enmateriales

Macroestructura& estructura de unmaterial a ni%el macroscpico6 Su escala delon)itud es :188 nm6 !ropiedadescaracter3sticas inclu-en porosidad5recu'rimientos de super+cie - micro)rietas6

ES#R'C#'RA& descripcin del arre)lo de los2tomos o iones en un material6


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PROPIEDADES) de+nen el comportamiento delmaterial ante las condiciones de solicitacin

propiedad metales

cer2micos

%idrios pol3meros

cementos

Resistencia a latensin

E M 1 M 1

Resistencia a la

compresin

M A 1 A A

Dure.a A2M A M 1 MTenacidad A A 1 A 1!lasticidad A 1 & A &

Densidad A2M M21 M21 M21 M21Conducti%idad t(rmica A 1 1 & 1Conducti%idadel(ctrica

A M21 & & &

!ropiedades

ma)n(ticasE E & & &E = excelente 4 = alta 2 = medio B = baja - = nula


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PROCESAMIEO& produce la forma deseadade un componente a partir de un material inicial6

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