Materiales-G704/G742

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1 -G704/G742 Lección 1. Introducción a los materiales Jesús Setién Marquínez Jose Antonio Casado del Prado Soraya Diego Cavia Carlos Thomas García Departamento de Ciencia e Ingeniería del Terreno y de los Este tema se publica bajo Licencia: Crea=ve Commons BY- NC- SA 4.0

2 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.1 MATERIALES E INGENIERÍA Material: sustancia constituyente de componentes y estructuras. Madera Ladrillo II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Vidrio Hormigón Acero 2

3 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los Caucho Cobre II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Aluminio Plástico Papel 3

4 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los Su uso ha sufrido un proceso evolutivo: - Selección. - Diseño (producción y procesado). 4 II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos

5 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los Búsqueda de nuevos materiales: Ingenieros mecánicos: resistencia a alta temperatura Ingenieros eléctricos: mayor velocidad de operación Ingenieros aeronáuticos: mejora relación resistencia-peso II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Ingenieros químicos: mayor resistencia a la corrosión 5 EL INGENIERO DEBE CONOCER SU ESTRUCTURA INTERNA Y PROPIEDADES

6 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.2 CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES Ciencia de : Conocimientos básicos sobre estructura, propiedades y procesado. Ingeniería de : Vertiente práctica o aplicada de los conocimientos científicos. Tecnología de : Arte de producir, procesar y conformar. Ciencia Ciencia e Ingeniería II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Ingeniería Conocimiento Básico Resultante del conocimiento de la estructura, propiedades, procesado y comportamiento Conocimiento Aplicado 6

7 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.3 TIPOS Y PROPIEDADES A. Tipos de materiales: Metales Cerámicos y vidrios Polímeros II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos 7 Compuestos Electrónicos

8 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los B. Propiedades de los materiales: II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos 8 Fuente:

9 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los C. Ejemplo: diseño de un destornillador con mango de plástico: Módulo de elasticidad Vástago Límite elástico ACERO Dureza Tenacidad a fractura II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Facilidad de fabricación Fuente: Mango PMMA Densidad Estética Precio 9

10 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los C. Industriales: II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos 10

11 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.4 PRECIO Y DISPONIBILIDAD El precio y la disponibilidad son factores importantes y, en ocasiones, determinantes para seleccionar materiales en casos concretos de aplicación. Precio: / ton II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos > Fuente: 11

12 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los Sujetos a la ley de la oferta y la demanda: 12 II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Fuente:

13 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los Disponibilidad 13 II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Fuente:

14 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.5 RELACIÓN ENTRE ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y PROCESADO A. La estructura de un material puede considerarse a distintos niveles: Atómico (eléctrico, magnético, térmico, óptico). Microscópico. II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Cristalina (difracción de rayos-x) Granular o micrográfica (MO y MEB) Macroscópico (simple vista). 14

15 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los B. Relación ternaria entre estructura interna del material, procesado y propiedades finales. Procesos de fabricación: - Moldeo. - Soldadura, atornillado, roblonado. - Forjado, trefilado, extrusión, laminado... - Sinterizado. - Mecanizado. II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos C. Cuando el ingeniero cambia uno de los tres aspectos, cualquiera de los otros también se verá alterado. 15

16 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.6 EFECTOS AMBIENTALES SOBRE EL COMPORTAMIENTO Esfuerzo: Estático, dinámico... Temperatura: Resistencia. Medio ambiente: Oxidación, corrosión... Radiación ultravioleta: Polímeros. II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Radiación neutrónica: Aceros de vasijas. 16

17 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los 1.7 TENDENCIAS FUTURAS EN EL USO DE LOS MATERIALES II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos 17

18 Tema I: Introducción Lección 1: Introducción a los En el futuro habrá que enfrentarse a la escasez de materiales de ingeniería. DISEÑO EFICIENTE SUSTITUCIÓN RECICLADO II: Cerámicas, Polímeros y Compuestos Fuente: 18