1. MATERIALES COMPUESTOS:1.1. Introducción: Son un grupo importante

de otros materiales, producto de la combinación de metal-cerámico, metal-polímero, cerámico-polímero, metal-polímero-cerámico.

1.2.Definición: Es un material multifase, obtenido artificialmente cuyas propiedades resultan del aporte de sus componentes, mediante un principio de acción combinada (contribución de propiedades). Ejm: vidrios blindados, melamine, aspas de helicóptero, chaleco antibalas, MDF.

1.3.Clasificación:- Reforzado con partículas: Grandes,

Pequeñas.- Reforzado con fibras: Continuas

alineadas, discontinuas cortas (alineadas, orientadas al azar).

- Estructurales: Laminares, Paneles sándwich

1.4.Materiales compuestos reforzados con partículas: se subdividen en:

- Reforzados con partículas grandes:- Reforzados con partículas pequeñas:

(consolidados por dispersión). Existe una matriz que puede ser metálica,

cerámica o polimérica y el refuerzo que pueden ser partículas grandes > 100nm y

pequeñas: 10 – 100 nm (1nm = 10-9 m = 1u), 1A = 10-10 mEjm: Pb (matriz) – PbO2 (refuerzo)

(baterías)Ag – CdO (contactos eléctricos)Co – ThO2 (reactores nucleares)Be – BeO (industria aeroespacial)En los materiales compuestos reforzados con partículas grandes, las partículas son equiaxiales, es decir presentan gran comportamiento en cualquier dirección y cuanto menor es el tamaño de partículas, tanto mejor su comportamiento. Más que la distribución por peso, interesa la distribución por volumen.

1.5. Materiales compuestos consolidados por dispersión:

Se trata de materiales que pueden ser reforzados con particulas finas de orden de 10 a 100nm de tamaño y que estos pueden ser metálicos y no metálicos, la fase dispersa nodebe reaccionar químicamente con la matriz para que puedaobtener

material compuesto. Se tiene una serie de material compuesto de esta categoría como: Ejm: Al2O3 en una matriz de Al (Al2O3 de 0,1 a 0,2 um) – SAP.ThO2 en una matriz de Ni (3% ThO2) – TD (níquel con Th disperso).Otros ejm:Ag-CdO mat. para contactos eléctricos.Be-BeO industria aeroespacial y reactores nucleares.Pt-ThO2 filamentos de componentes electrónicos1.6. Materiales compuestos reforzados

con fibras: Son los más importantes debido a su elevada resistencia y rigidez.Utilizando materiales de baja densidad tanto para la matriz como para la fibra se obtienen mat. Compuestos con fibras que tienen resistencia y módulos excepcionalmente altos.a) Influencia de la longitud de la fibra:

existe una longitud critica que depende de:- El diámetro de la fibra.- La resistencia mecánica de la fibra.- La resistencia de la unión matriz-fibraSe habla de fibras continuas cuando:l >> lc (l >> 15 lc) y las de menor longitud, fibras cortas o discontinuas. Tambien intervienen la orientación de la fibra: - Fibras orientadas longitudinalmente.- Fibras orientadas transversalmente.

Para el caso de fibras orientadas longitudinalmente, la fuerza en el material compuesto es igual a la sumatoria de las fuerzas en la matriz y en la fibra.F(MC) = Fm + Ff1.7. Materiales compuestos

estructurales: Son materiales obtenidos en forma laminar. Se tienen:

a) Materiales laminaresb) Materiales tipo sándwichCaracteristicas:

- Alta resistencia mecánica.- Alta resistencia a la corrosión.- Baja densidad.- Buena apariencia.

Ejm: Triplay, fórmica, melamine, MDFEn los materiales compuestos laminares se utilizan los mismos principios respecto a materiales compuestos.Principio de Acción combinada.

1.9 paneles sándwichUsos: Sistema cristalino, Aire acondicionado, caja acústicas,Tabique de división Caracteristicas eléctricas.- tiene esta configuración materiales electrónicos usados para almacenar corriente El comportamiento electrónico esta en relación al numero de capas presente la distribución en volumen de los materiales componentes nos dará la información para los cálculos correspondientes.

II VIDRIOS Propiedades y fabricaciónMateriales tipos cerámicos k se fabrican a partir de la sílice , cuarzo , arenas , caliza , carbonato de sodio , SiO2 + Cao =Na2O + otros = vidrios.Operaciones: (manufactura de vidrio) mesclar, fundir, agregar adictivos, moldear, tamizar, extruir, recocer, templar 2.1) estructura de los vidrios: Que es un vidrio? Producto de fusión inorgánica k solidifica sin cristalizar Material amorfo: Son silicatos no cristalinos k contienen otros oxidos además de CaO , K2O, Na2O, PbO2, Al2O3,P2O3, SiO2(arena de cuarzo), Silicatos (Sio3), ortosilicatos (SiO4), pirosilicatos En los vidrios hay un cierto reglamento en sus atomos (ortosilicato)

La solución de tetraedros dan cadenas de esta manera se considera la estructura (pirosilicatos)

Existen sustancias q son formadores de vidrios, modificadores y intermedios Formadores De vidrio

modificadores intermedios

B2O3 Y2O3 TiO2SiO2 MgO SnO2GeO2 CaO2 PbOP2O5 PbO2 Al2O3V2O3 NaO2 VeO

Existe una relación oxido / silicio es mayor 2,5 es difícil k se forme vidrio (relación atómica_ si la relación atómica es menor a 2,5 se forma vidro)2.2)PROPIEDADES:a) propiedades físicas.-

temple de fusión 500 - 1600 °C densidad 2.2 a 2,7 g/cc resistencia la tracción 300 – 700 kg/cm3

resistencia a la compresión 105 kg/cm2

dureza 6 a 7 mho módulo de rotura vidrio recocido 350 – 550 kg/cm2

vidrio templados 1850 – 2100 kg/cm2

b) propiedades químicasresistencia a los ácidos, HCl ,H2SO4, HNO3, CH3COOH excepto: HF, H3PO4resistencia a los álcalis: NaOH,KOH

2.3) composición y diagrama de fase de vidrio

Vidrio (SiO2) , O:Si Modificadores Formadores de vidrio

2.4) diseño de vidrio sódico cálcico (SiO2-CaO-Na2O)La mayor produc. De vidrio corresponde a los sódico cálcico de acuerdo al diagrama ternario se pude seleccionar una determinada composición y verificación la solución oxigeno: silicio se diseña vidrio por lo tanto es un procedimiento sencillo2.5) proceso de elaboración de vidrioDiagrama de flujo 1. (SiO2-CaO-Na2O-retorno) 2. Horno para fundir vidrio Combustible gaseoso (gas natural)Combustible liquido (petróleo)Modificadores, Intermedios3 .Horno Vidrio planoObjeto de vidrio Luego de producirlo sometemos a un tratamiento térmico2.6) tratamiento térmico 1. recocido: Se eliminan las tenciones internas del proceso los cambios brusco temp. y choque térmico 2.- templado: Es el tratamiento k se da a sireto vidrio Ejm. Parabrisa de vehículos (como vidrios protectores) q consiste en calentar el vidrio a una determinada temp. superior a la temperatura vidria y inferior a la temp de ablandamiento pa luego enfriar a temp ambiente usando acido , aire , aceite.

SEMICONDUCTORES: Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio.- Conductores: Los e- tienen libertad de

movimiento. Ejm: los metales, predomina el enlace metálico.

- Aislantes: Materiales en que los e- no tienen libertad de movimiento. Predomina el enlace covalente. Ejm: cerámicos, polímeros.

La teoría de bandas es una manera de explicar la conductividad

Banda de conducciónIntervalo prohibidoBanda de valencia

La energía necesaria para saltar el intervalo prohibido < 2.5 electrovoltios.Se ha descubierto un grupo de elementos y de compuesto q presentan una cierta conductividad son los semiconductores La Conductividad depende de:a) La temperatura, aumenta la conductividad en el incremento de la temperatura b) Incorporación de impurezas, permite el comportamiento del semiconductorc) La energía luminosa, Los semiconductores convertidos en: Diodos, transistores, sensores, diferentes dispositivos electrónicos.3.2 principales tipos de semiconductores a. Semiconductores intrínsecos: son

aquellos cuyo carácter semiconductor responden a su propia naturaleza química (a su propia estructura electrónica) ejemplo; silicio y germanio.Se caracteriza por tener una estructura de bandas de energía con un intervalo prohibido de energía <2.5 ev. (electro voltios).El Si y Ge, pertenecen al grupo IVA de la tabla periódica es decir que tiene 4 e- de valencia.

La conductividad esta basado en el movimiento de algunos electrones.

b. Semiconductores extrínsecos: son aquellos cuya semiconductividad esta basada en la incorporación de impurezas (dopado).Las impurezas pueden ser elementos del grupo: III A: Al, Ga, B, In

VA: P, As, Sb

La semiconductividad está referido al movimiento de electrones tipo n (-) -1.6 x 10 -19 amp.seg (carga e-)La semiconductividad está referido a los huecos electrónicos tipo P (+) 1.6 x 10 -19

amp.seg (carga hueco) 3.3 Semiconductores Elementales IntrínsecosSon los que su carácter semiconductor responde a su propia estructura son inherentes ejm. Si, Ge3.4 Semiconductores Extrinsecos Tipo (p) Y Tipo (n)Son semiconductores cuyo comportamiento se debe a la incorporación de impurezas (técnica del dopado).Elemento III A: Al, Ga, B, In ……….. tipo pElemento VA: P, As, Sb………………tipo nTipo p: semiconductores cuya semiconductividad se debe al movimiento de huecos electrónicos o partícula de carga (+)Tipo (n): semiconductores cuya semiconductividad se debe al movimiento de electrones o partículas (-)Se pueden establecer uniones np Diodos- Polarización directa; hay conducción

eléctrica, toma el valor 1.- Polarización inversa; no hay conducción

eléctrica, toma el valor 0.3.5 comportamiento de un semiconductor respecto a la conductividad eléctrica y la temperatura a) respecto a la conductividad eléctrica: en un semiconductor extrínseco. La conductividad de semiconductor está referida a la contribución de las partículas de la carga (-) y (+).b) con respecto a la temperatura (conductividad eléctrica de Si intrínseco con la temperatura).

Log б (Ὠm)-1

Log T (K°)Con la gráfica observamos que cuando se relaciona los valores de los logaritmos de б y T se establece una relación directa y proporcional (la línea recta lo señala así).3.6 dispositivos semiconductores a) uniones rectificadoras n_p Ejm. LEDb) transistores n_p_n p_n_p un transistor puede servir como un amplificador ya que el voltaje se incrementa al pasar los electrones del emisor a la base y este al colector conforme fluctúa el voltaje del emisor la corriente del conductor cambia exponencialmente.

1.- LA MANUFACTURA DE MATERIALES COMPUESTOS EXIGE UNA SERIE DE PROCEDIMIENTOS DE ORDEN TECNICO. Describa 2.- LA INDUSTRIA AEROESPACIAL SE HA VISTO DESARROLLADA POR LA UTILIZACION DE MATERIALES COMPUESTOS ¿QUE MATERIALES CREE QUE SE USAN Y PARA QUE EXIGENCIAS EN SU USO?-los materiales compuestos reforzados con partículas. Ejm: Be(matriz)-BeO(refuerzo) que se utiliza muxo en la industria aero espacial por sus grandes propiedades una de ellas es que son de baja densidad, son materiales livianos, pero con una gran resistencia mecánica y a la corrosión.3.-DISTINGA ENTRE UN VIDRIO CALCICO PARA FABRICAR ENVASES DE USO RUTINARIO Y UN VIDRIO RESISTENTE AL, CHOQUE TERMICO, EJ. PIREX-vidrio sódico-calcico (SiO2−CaO−Na2O ¿: vidrio de mayor producción y procedimiento sencillo. Se aplica un tratamiento térmico de recocido.-vidrio resistente al choque térmico pirex: su tratamiento térmico es templado se calienta el vidrio a una determinada temperatura superior a la del vidrio e inferior a la temperatura de ablandamiento, se enfría a temperatura ambiente. 4.- EXPLIQUE APOYADO EN GRAFICOS LA MANUFACTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LOS SEMICONDUCTORES TIPO n Y TIPO p Tipo p: semiconductores cuya conductividad se debe al movimiento de huecos electrónicos o partículas de carga positiva.Tipo n: semiconductores cuya conductividad se debe al movimiento de electrones o partículas negativas. se pueden establecer iones np- diodos. Los semiconductores tipo n y tipo p son llamados semiconductores extrínseco.