TRABAJO COLABORATIVO 3 (GRUPAL)

Presentado porJUAN DAVID FLOREZ ROS

KEILA ANTELIZDIANA LUCIA CASTAO REYES

JOVAN JAVIER REALPEKETHERINE TORRADO

Presentado aHERNAN RAUL CASTROIngeniero Metalrgico

Tutor

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA

PROGRAMA DE INGENIERA INDUSTRIALREA DE MATERIALES INDUSTRIALES

256599_78NOVIEMBRE DE 2012

INTRODUCCIN

Con la realizacin de este trabajo, conoceremos la importancia que tienen losmateriales industriales dentro de los procesos industriales. Los materialesindustriales se caracterizan porque los encontramos en abundancia en lanaturaleza, por sus propiedades fsicas y mecnica, producto de lasposibilidades variadas de combinarlos con diferentes metales y no metales.La ciencia de materiales implica investigar la relacin entre la estructura y laspropiedades de los materiales. Por el contrario, la ingeniera de materiales sefundamenta en las relaciones propiedades-estructura y disea o proyecta laestructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado depropiedades.Conviene matizar esta diferencia, puesto que a menudo se presta a confusin.En la actualidad da a da utilizamos distintos objetos y herramientas, estos deaqu se encuentran hechos de distintos materiales. Los materiales se puedenclasificar en: * Materiales metlicos * Materiales polmeros * Materiales cermicosCada uno de los cuales tienen distintas propiedades debido a su estructura ysu composicin. Las propiedades de cada uno de los materiales varan deacuerdo a su fuerza de enlace (energa de enlace), disposicin atmica yempaquetamiento de tomos en cada slido. Estas propiedades sirven para eldiseo de estructuras y maquinarias en la ingeniera y en el da a da.Es importante establecer que al mismo tiempo que existen distintos tipos demateriales, existen tambin para cada uno de ellos, diferentes tipos depropiedades. Las propiedades principalmente frecuentadas en la ingeniera delos materiales son:* Propiedades elctricas: basadas en cmo reacciona un material ante uncampo elctrico.* Propiedades mecnicas: basadas en el comportamiento ante un fenmenoexterno.* Propiedades magnticas:...Aunque el objetivo del curso es amplio, con el presente estudio se buscaaprender y comprender los principios generales de esta, as como todos losfactores que se vinculan a ella por medio del trabajo en equipo realizado por losintegrantes del grupo colaborativo. Este trabajo se divide en dos partes, unarealizada de forma individual por cada uno de los integrantes del grupo

colaborativo la cual se presentara en el foro y la segunda parte se realizara conla colaboracin de todo el grupo y dar como resultado, las actividadespresentadas a continuacin.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERALAportar un conjunto de ideas, la evaluacin conjunta de estas y aplicar losconocimientos adquiridos por cada integrante del grupo respecto a suprofundizacin de la tercera unidad.

OBJETIVOS ESPECFICOS Identificar la estructura de la unidad uno y su respectivo contenido Manejar e identificar las temticas tratadas en los diferentes temas

planteados, sus aplicaciones, historia, definiciones, normas, planeacin,principios, etc. por medio de un entorno industrial

Poder interactuar, participar en el foro colaborativo en el desarrollo delas diferentes actividades

Conocer la historia y el origen de los materiales Conocer e identificar los diferentes tipos de materiales Clasificar los materiales de acuerdo al uso Conocer la estructura atmica y electrnica de los materiales Estudiar las propiedades mecnicas

ACTIVIDAD A DESARROLLAR

Actividad 1 (individual): Elaboracin de un Mapa conceptual que muestre lainfluencia de la estructura de los grupos (clases de materiales) en laspropiedades de los mismos (son tres grupos). El mapa conceptual elaboradocon Cmap Tool y debe tener el nombre del estudiante y nmero del grupo detrabajo colaborativo en PDF. Previamente al mapa conceptual se debe elaborarun cuadro sinptico donde sintetice cada captulo para clasificar las loscorrespondientes materiales e identificar su propiedades y aplicaciones y debetener el nombre del estudiante y nmero del grupo de trabajo colaborativo enPDF.Producto 1 (trabajo Individual): Mapa conceptual y cuadro sinptico

RellenadoresPlastificantesColorantesLubricantes: internos y externos

MATERIALESPOLIMERICOS

Fundamentos yestructura

Lospolmerospuedenpresentardentro de suestructuramoleculartrescaractersticas:

Estreisomeracadenas lineales,ramificaciones yencadenamientotransversal,homopolimeros yCopolmeros

Polmeroscristalinos yamorfos

Cuando un polmero posee en suestructura cadenas ordenadas, decimosque el polmero es semi-cristalino.

En otros casos en las cadenas depolmeros enredados; en este caso sedenomina que el polmero es amorfo.

Aditivos Sustancias usadas paramejorar las propiedadesde los polmeros.

Polmerostermoplsticos

la caracterstica principal es la depoderse calentar hasta el estadoliquido-viscoso y enfriarse cuantasveces se desee, esto se debe al tipo decadena lineales y ramificadas que nose encadenan transversalmentecuando se les calienta.

Polmerostermoestables

Son aquellos que solamente sonblandos o "plsticos" al calentarlospor primera vez. Despus deenfriados no pueden recuperarsepara transformaciones posteriores

Poseen una estructuratridimensional de altoencadenamiento transversal, sonsiempre amorfos y no experimentantemperatura de transicin vtrea.

ElastmerosLa caracterstica principal, es eldejarse estirar y luego cuando sedejan de someter a esfuerzosrecobran nuevamente sudimensin original.

Sus propiedades elsticas se deben a lacombinacin de dos caractersticas:

Cuando las molculas largas no estnestiradas, se encuentran estrechamenteretorcidasY el grado de encadenamientotransversal es sustancialmente ms bajoque el de los termoestables

Comparacin depropiedades mecnicas

Curvas deesfuerzo

Plsticos rgidosPlsticos flexibles

Deformacin y endurecimientoMecanismos de Deformacin para TermoplsticosEndurecimiento de termoplsticos.Endurecimiento de Termoestables

Efecto de la temperatura en laresistencia de materialesplsticos

a medida que aumenta la temperatura las fuerzas deenlace secundarias entre las cadenas moleculares sevuelven ms dbiles y la resistencia de lostermoplsticos decrece.

MATERIALESCERAMICOS

Enlaces yestructuras

Enlace inico y covalenteEstructura cristalina

Clasificacin delos materialescermicos

TradicionalesDe ingenieraVidrios

Arcillas, slice, feldespatoxidos metlicos, carburos, nitruros, psz

Propiedades mecnicasde los materialescermicos

En general se pueden mencionarciertas caractersticas de losmateriales cermicos en cuanto apropiedades mecnicas se refiere

Las grietasPoseen baja o nulaductilidadMayor resistencia a lacomprensinPoseen defectosestructurales

Propiedades elctricasde los cermicos

Son usualmente usados como aislanteselctricos, porque los electrones asociadoscon los tomos que componen el cermicoson compartidos en fuertes enlacescovalentes o inicos.

Propiedades trmicasde los cermicos

La conductividad trmica de la mayora de los cermicosdisminuye cuando aumenta la Temperatura.Cuando se incrementa el volumen de poros resultar enuna reduccin de la conductividad trmica.

Cermicos paraaplicaciones dedesgaste (abrasivos)

En aplicaciones industriales los cermicos han sido usados comoabrasivos para acabado de metales y otros materiales, formas decomponentes cermicos sujetos a desgaste.

Cermicos pararesistencia alambiente

El vidrio y recubrimientos vtreos son comnmente usados para laresistencia ambiental a temperaturas de 500F (260C) y pordebajo de esta.

MATERIALESCOMPUESTOS

Definicin Es aquel en el que se unen ntimamente dos o msmateriales distintos. Es decir es un material multifase

Clasificacin delos materialescompuestos

Compuestos tradicionalesCompuestos sintticos

Componentesde un materialcompuestos

Compuestos de matriz metlica (CMM)Compuestos de matriz cermica (CMC)Compuestos de matriz polimrica (CMP)

Clasificacin dematerialescompuestos deacuerdo a la fasedispersa

Reforzado con partculasReforzado con fibrasEstructural

Partculas grandesConsolidado por dispersin

Continuasdiscontinuas

LaminaresPaneles sndwich

Materialescompuestos matrizcermicas

Fibras continuasRefuerzos discontinuosResistencia de compuestos cermicos reforzados confibrasPropiedades de compuestos de matriz de vidrio

Materialescompuestos matriz metal

Compuesto matriz de aluminioCompuesto matriz de titanioCompuesto matriz superaleaciones

Materialescompuestos matrizpolimrica

Refuerzos para los compuestosMatrices termoestablesMatrices termoplsticasPropiedades generales de sistemas compuestosavanzados

GRUPO (DEMATERIALES)

CLASIFICACINPROPIEDADES

(CANTIDADES 10)APLICACIONES DELA PROPIEDADESMENCIONADAS

Son materiales fciles de deformar y dctiles.

Recubrimiento deinteriores de frigorficos,cortacspedes yequipos de jardineras.Elaboracin de juguetesy dispositivos deseguridad decarreteras.Elaboracin de tejadospara casas.

Se pueden fluir al ser calentados.

Termoplsticos

Se pueden reciclar.Son ms resistentes y ms frgiles que los termoplsticos.

Tienen una temperatura de fusin fija.Termoestables

Son difciles de procesar una vez se hayan formado losenlaces.Tienen capacidad de sufrir grandes cantidades dedeformacin elstica sin cambiar su forma permanente.

POLIMEROS

Elastmeros

Son amorfos o semicristalinos.

Poseen mayor densidad que un material semicristalino.

Es un buen material aislante elctrico.Las dislocaciones no se mueven a bajas temperaturas y nose observa deformacin plstica significativaDeformacin a

altastemperaturas Temperaturas ms altas, el flujo viscoso y el deslizamientode bordes de grano se convierten en mecanismos

importantes de deformacinLos cermicos cristalinos tienen buena resistencia a latermo fluencia, por sus altos puntos de fusin y su elevadaenerga de activacin para la difusin.

Termo fluencia

Los tamaos del grano ms pequeos incrementan la tasade termo fluenciaCualquier grieta o imperfeccin limita la capacidad de unproducto cermico para resistir un esfuerzo a tensinPara grieta muy delgadas (r pequea) o para grietas largas(a grande) la relacin

REAL/se hace grande y el esfuerzo se amplifica. Si el esfuerzoamplificado excede el lmite elstico, la grieta crece yfinalmente causa la fractura, aun cuando el esfuerzo realaplicado sea pequeo

CERAMICOS

Fractura frgil.

Los esfuerzos a la compresin tienden a cerrar las grietasen vez de abrirlas: en consecuencia, a menudo loscermicos tienen excelente resistencia a la compresin

Su elevado punto de fusin supera el de todos los metales,si exceptuamos el volframio.Su bajo coeficiente de dilatacin los hace particularmenteresistentes a los choques trmicos. Otros materiales, enesta circunstancia, experimentan cambios de volumen quedeterminan la aparicin de gritas y su posterior rotura

Resistencia a latemperatura

Su baja conductividad trmica permite su empleo comoaislantes.

Resistencia a losagentes qumicos

La estructura atmica de los materiales cermicos es laresponsable de su gran estabilidad qumica, que semanifiesta en su resistencia a la degradacin ambiental y alos agentes qumicos.

Las aplicaciones de los diferentes tipos de materialesdependen de su estructura y de los agentes qumicos a quevayan ser sometidos.La almina de elevada pureza se emplea en prtesis oimplantes seos o dentales por su resistencia al desgaste ya la corrosin, y su gran estabilidad a lo largo del tiempo

COMPUESTOS

Semiconductor

Un semiconductor es unmaterial cuyocomportamiento no esde aislante ni deconductor. A bajastemperaturas, estosmateriales no permitenel paso de la corriente.Sin embargo, alincrementar latemperatura suconductividad seincrementa tambin,aunque sin llegar nuncaa los altos valores que

tiene un materialconductor.

Resistencia a lafatiga

Los compuestos reforzados con fibras. Por lo general, estetipo de compuestos consiguen mayor resistencia a la fatiga,mejor rigidez y una mejor relacin resistencia-peso, alincorporar fibras resistentes y rgidas, aunque frgiles, enuna matriz ms blanda y dctil.

El material matriztransmite al fuerza a lasfibras, las cualessoportan la mayor partede la fuerza aplicada.La resistencia delcompuesto puederesultar alta atemperatura ambiente ya temperaturaselevadas. De formasemejante a loscompuestosparticulados, la regla delas mezclas predicealgunas de suspropiedades.

Resistencia a lacorrosin

Gran cantidad de compuestos laminares estn diseadospara mejorar la resistencia a la corrosin conservando unbajo costo, alta resistencia o bajo peso.

Otras caractersticas deimportancia incluyenresistencia superior aldesgaste o a laabrasin, mejorapariencia esttica yalgunas caractersticasde expansin trmicapoco usuales. Con laregla de las mezclas sepueden estimar algunasde las propiedades,paralelas a la laminillasde los materiales

compuestos laminares

Propiedadeselastomericas.

Buenas propiedades como aislante, sellador, buenaresistencia qumica. Aislante de alta temperatura.

resistencia alimpacto

Asientos de sillas, piezas exteriores de coches, barcos, etc.

Buenaductibilidad y

durezaSe desarroll inicialmente para la industria espacial, peroahora, tambin est en la industria del transporte yaeronutica, automovilstica, etc.

Maleabilidad Compuestos que son utilizados en dispositivos deinstalaciones elctricas (bridas para la pared, interruptorespara circuitos especiales)

Alta resistencia aldesgaste y a la

abrasinPiezas que son sujetas a elevadas temperaturas y quedeben resistir agentes qumicos.

Buena resistenciaelctrica

Aplicaciones elctricas de alta temperatura y resistenciatrmica, accesorios elctricos, adhesivos

Estabilidaddimensional

Herramientas de corte para mquinas, componentesespeciales de aeronaves.

CONCLUSIN

La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientosfundamentales sobre las propiedades fsicas macroscpicas de los materiales ylos aplica en varias reas de la ciencia y la ingeniera, consiguiendo que stospuedan ser utilizados en obras, mquinas y herramientas diversas, o convertidosen productos necesarios o requeridos por la sociedad.Incluye elementos de la qumica y fsica, as como las ingenieras qumica,mecnica, civil y elctrica o medicina y ciencias ambientales. Con la atencinpuesta de los medios en la nano ciencia y la nanotecnologa en los ltimos aos,la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo delos materiales en los ltimos aos, el permanente desafo tecnolgico requieremateriales cada vez ms sofisticados y especializados

BIBLIOGRAFA

Modulo Materiales Industriales. Autor: Universitaria. Universidad Nacional Abiertay a Distancia UNAD.Caja de herramientas Aula virtual del curso MATERIALES INDUSTRIALES.http://www.sapiens.itgo.com/documents/doc29.htmhttp://pslc.ws/spanish/mech.htmhttp://www.mitecnologico.com/Main/EstructuraPropiedadesDeCeramicoshttp://www.buenastareas.com/temas/polimeros-ceramicos-y-compuestos/0http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materiales