introduccion02 ccmm mecatronica 2014
TRANSCRIPT
-
04/05/2014
1
Universidad Nacional de Piura
Ciencia de los MaterialesSemestre 2014-1
INTRODUCCIN
Ing. Alfredo Fernndez Reyes MSc
CIENCIA E INGENIERIA DE LOS
MATERIALES
-
04/05/2014
2
MATERIALES EN INGENIERA
MATERIALES Y LA
INGENIERIA
CIENCIA DE LOS MATERIALES
INGENIERIA DE LOS
MATERIALES
CIENCIA E INGENIERIA DE
LOS MATERIALES
CLASIFICACION DE LOS
MATERIALES
FUTURAS TENDENCIAS DEL
USO DE LOS MATERIALES
MATERIALES Y LA
INGENIERIA
MATERIALES EN INGENIERA
-
04/05/2014
3
MATERIALESMATERIALESMATERIALESMATERIALES
Producto natural o pocotransformado, empleados enprocesos industriales.Son sustancias de las quecualquier cosa esta compuestao hecha.
INGENIERIAINGENIERIAINGENIERIAINGENIERIA
Ciencia o arte de aplicarconocimientos cientficos a lainvencin, perfeccionamientoo utilizacin de la tcnicaindustrial en todas susfacetas.
MATERIALES EN INGENIERA
MATERIALES INGENIERIA
MATERIALES Y LA INGENIERIALos ingenieros de todas las especialidades
deben tener unos conocimientos bsicos y aplicados
de los materiales de uso en ingeniera que le permita
una mayor eficacia en el trabajo en el que esta implicado
el uso de materiales
-
04/05/2014
4
MATERIALES EN INGENIERA
presentan varios temas de las
ciencias fsicas y qumicas
Comprender sus propiedades
Asi comprender su estructura
a escala atmica y/o microscpica
seleccionarlos
Comprende principios cientficos para:
CIENCIAS DE LOS MATERIALES
MATERIALES EN INGENIERA
-
04/05/2014
5
INGENIERIA DE LOS
MATERIALES
MATERIALES EN INGENIERA
INGENIERIA DE LOSMATERIALES
Se ocupa de la transformacin y aplicaciones
de los materiales para su procesamiento
industrial en la fabricacin de productos tiles.
Tiene como finalidad la obtencin y cambios
de los materiales, la ejecucin y mejoramiento
de los procesos industriales.
-
04/05/2014
6
CIENCIA E INGENIERIA DE
LOS MATERIALES
MATERIALES EN INGENIERA
Ciencia de los materiales:Conocimientos bsicos
de materiales.
Ingeniera de materiales:Conocimiento aplicado de
Materiales.
Ciencia e Ingeniera de losMateriales:
Resultantes del conocimiento de
la estructura, propiedades, procesado y
comportamiento de materiales de ingeniera.
-
04/05/2014
7
MATERIALES DE INGENIERA
CLASIFICACION DE LOS
MATERIALES
Los materiales son los productos tiles para laactividad tecnolgica, y que obtienen de lasmaterias primas (los recursos naturales).
-
04/05/2014
8
CLASIFICACIONDE
LOS MATERIALES
METALES POLIMEROS
SEMICONDUCTORES COMPUESTOS
CERAMICOS
MATERIALES DE INGENIERA
METALES: dctiles, rgidos, buenos conductorestrmicos y elctricos, resistencia.
POLIMEROS: materiales orgnicos, bajaconductividad, resistencia a la corrocin, dctiles.
SEMICONDUCTORES: conductividadintermedia, son usados en la microelectrnica.
COMPUESTOS: constituidos por dos o msmateriales con propiedades no obtenidas mediantes solo.
-
04/05/2014
9
MATERIALES DE INGENIERA
CERAMICOS: baja conductividad, duros , resistencia al impacto, ciertas condiciones de
corrosin.
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
I.- DE ACUERDO A SUS PROPIEDADES
-
04/05/2014
10
Unidad 1 Introduccin a las Propiedades de los Materiales.
CLASIFICACIN
-
04/05/2014
11
CLASIFICACIN
METALESBuena conductividad elctrica y trmica, altaresistencia, rigidez, ductilidad. Son tiles enaplicaciones estructurales o de carga. Lasaleaciones permiten una mejor combinacin depropiedades.
CERMICOSSon usados a menudo como aislantes. Fuertes yduros, aunque frgiles y quebradizos. Usualmentese utilizan como materiales de construccin.Ejemplos: Ladrillo, vidrio, porcelana, etc.
POLMEROS
Grandes estructuras moleculares creadas a partirde molculas orgnicas. Baja conductividadelctrica y trmica, reducida resistencia y debeevitarse su uso a temperaturas elevadas. Tienenmltiples aplicaciones, entre ellas estn losdispositivos electrnicos.
COMPUESTOSFormados a partir de dos o ms materiales dedistintos grupos, produciendo propiedades que nose encuentran en ninguno de los materiales deforma individual.
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
II.- DE ACUERDO A SU ENLACE QUMICO
-
04/05/2014
12
ENLACES Metlicos. Son de tipo metlico. Los tomos de los
metales tienen pocos electrones en su ltima capa,as que los pierden fcilmente esos y stos seconvierten en iones positivos.
Cermicos. Es principalmente inico o covalente, engeneral una mezcla de ambos. El carcter inicoaumenta con la diferencia en electronegatividad delos tomos que se unen.
Polmeros. Los electrones de valencia toman parteen enlaces covalentes; por ello, su conductividadelctrica es bien baja. Este tipo de enlace es lafuerza que mantiene unidos entre s los tomos nometlicos.
-
04/05/2014
13
Tetraedro que representa la contribucinrelativa de los diferentes tipos de enlacepara las cuatro categorasfundamentales de materiales deingeniera (metales, cermicas,polmeros y semi-conductores)
MATERIALES SEGN EL TIPO DE ENLACE
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
-
04/05/2014
14
III.- DE ACUERDO A SUESTRUCTURAMOLECULAR
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
CRISTALINO Y AMORFOTodos los materialesslidos puedenclasificarse, de acuerdoa su estructuramolecular, en cristalinosy amorfos.
CLASIFICACIN
Cristalino Amorfo
Las molculas estn ordenadas en 3 dimensiones,
que se llama ordenamientoperidico.
Las molculas se enmaraanen un completo
desorden.
-
04/05/2014
15
IV.- CLASIFICACION MODERNA DE LOS MATERIALES
MATERIALES DE INGENIERA
FUTURAS TENDENCIAS AL USO DE
LOS MATERIALES
-
04/05/2014
16
Sustituir materiales metlicos y sus
aleaciones por plsticos cermicos y
compuestos (por su bajo costo y
durabilidad).
Los procesos de endurecimiento ms
usados sern por lser, haz de
electrones, por induccin en
atmsferas controladas o al vaci.
Se investigarn intensamente las
propiedades de los materiales compuestos,
as como se crearan nuevos procesos o los
conformados de los mismos.
Se pondr mucho ms nfasis en el
conformado de materiales sper plsticos
para la fabricacin de piezas de formas
complicadas.
-
04/05/2014
17
Los tratamientos superficiales tendern
a ser reemplazados por los
recubrimientos plsticos.
Se darn mucha importancia al
reciclaje de los materiales debido a que
escasean en el mercado ciertos
elementos qumicos que juegan un
papel preponderante en las aleaciones.
Existe la tendencia a sustituir los
materiales metlicos y sus aleaciones por
los plsticos, cermicos y compuestos,
debido a su bajo costo y durabilidad.
Se intensificar la investigacin de las
aleaciones superplsticas con una
elevada resistencia a la corrosin.
-
04/05/2014
18
Se intensificar el uso de los aceros
esferoidizados y colados en forma
continua para la fabricacin de
elementos de mquinas.
Se ampliar y profundizar el
conocimiento y la tecnologa del
tratamiento trmico de envejecimiento
de las aleaciones ligeras.
Se espera un incremento notable del uso de
metales y aleaciones ligeras (especialmente
aluminio y sus aleaciones Al-Zn-Mg-Cu,
Al-Zn-Mg) en la fabricacin de elementos
de mquinas especialmente para la industria
automotriz y aeronatica.
-
04/05/2014
19
La industria ha intensificado el uso demateriales polimricos y cermicos enla fabricacin de algunos tipos deelementos de mquinas debido a sumenor peso especfico y costo conrespecto a los materiales metlicos.
Los tratamientos trmicos se estansofisticando con el uso demicropocesadores que maximizan laeficiencia de los sistemas y controlanadecuadamente los procesos.
Se han creado y se continuarn creando
nuevos mtodos de anlisis microscpicos y
macroscpicos de estos materiales; asi
como nuevos procesos tecnolgicos de
conformacin y tratamiento de los mismos.
-
04/05/2014
20
En los que se refiere a las perspectivas dedesarrollo de Conformado Mecanico sinarranque de viruta, se prev un repuente delestampado para confeccionar piezas departes crticas, que reemplazarn a lasforjadas y fundidas y que tendran menorpeso y tamao.
Se pondr mucho mas nfasis en elconformado de materiales superplsticospara la fabricacin de piezas de formascomplicadas.
Los procesos de endurecimiento masutilizados sern por lazer, haz deelectrones, por induccin enatmosferas controladas o al vacio.
Se haran mas frecuente el uso demedios refrigerantes polimricos ycompuestos orgnicos solubles enagua.
-
04/05/2014
21
Se dar mucha importancia a lafabricacinn de alambresmultifilamentarios y superconductoresen base de vanadio y germanio.
La tecnologaa de soldaduraincrementar los procesos automticosy semi-automticos. Se mejorar lacomposicin de los electrodos no solopara mejorar la calidad de la soldaura,sino para hacer cada vez mas ebil sudependencia en las habilidades deloperador.
Dentro de los procesos de soldadura, ellazer tendra cada vez mayoresaplicaciones, al igual que el ultrasonidopara el control de calidad de la misma.
Se investigaran intensamente laspropiedades de los materialescompuestos, asi como se crearannuevos procesos de conformado de losmismos.
-
04/05/2014
22
Se incorporar cada vez con mayorintensidad la Computacin y laRobtica (MECATRONICA) en elanlisis de los procesos internos delos materiales as como en losprocesos de conformado de losmismos.
Los tratamientos superficialestendern a ser reemplazados porlos recubrimientos plsticos.
Se crearn nuevos procesos deconformado para los materiales plsticos,cermicos, compuestos y polvosmetlicos.
Se dar mucha importancia al reciclaje delos materiales debido a que escasean en elmercado ciertos elementos qumicos quejuegan un papel preponderante en lasaleaciones.
-
04/05/2014
23
Se dar mucho mas nfasis a la investigacin
de las propiedades tiles de los materiales,
dando una gran preferencia a los materiales
altamente puros y a los compuestos.
FUTURAS TENDENCIAS AL USO DE LOS
LOS MATERIALES