INTRODUCCION A LOS MATERIALES UNIDAD I. DR. DENY GONZALEZ CIENCIA Y MANEJO DE LOS MATERIALES

Transcripción

1 INTRODUCCION A LOS MATERIALES UNIDAD I. DR. DENY GONZALEZ CIENCIA Y MANEJO DE LOS MATERIALES

2 Descripción general Definición de materiales Propiedades de los materiales Diagrama de fases Tipos de Materiales Materiales Metálicos Materiales Polímeros Materiales Cerámicos Materiales Compuestos

3 Definición de materiales Sustancia constituyente de componentes y estructura. El ingeniero debe conocer sus propiedades y estructura interna. Ciencia de Materiales: Conocimientos básicos sobre estructura, propiedades y procesado. Ingeniería de Materiales: Vertiente practica o aplicada de los conocimientos científicos. Tecnología de Materiales: Arte de producir, procesar y conformar

4 Propiedades de los materiales

5 Propiedades de los materiales

6 Propiedades de los materiales. Mecánicas 1. resistencia capacidad de soportar una carga externa el material 2. dureza propiedad que expresa el grado de deformación permanente que sufre un metal bajo la acción directa de una carga 3. plasticidad capacidad de deformación permanente de un metal sin que llegue a romperse 4. elasticidad capacidad de un material de volver a sus dimensiones normales después de haber cesado la carga 5. tenacidad la resistencia a la rotura por esfuerzos de impactos que deforman el metal. 6. fragilidad propiedad que expresa la falta de plasticidad y por tanto de tenacidad los materiales frágiles se rompen en el limite elástico

7 Propiedades de los materiales. Mecánicas 7. resistencia es la resistencia de un metal a su rotura por choque y se determina por medio del ensayo de charpy 8. fluencia propiedades de algunos metales de deformarse lenta y espontáneamente bajo la acción de su propio peso o de cargas muy pequeñas 9. fatiga esta propiedad se utiliza para medir materiales que van a estar sometidos a acción de cargas periódicas. 10. maleabilidad es la característica de los metales que permite la obtención de laminas muy delgadas.

8 Propiedades de los materiales. Físicas 1. peso especifico absoluto o relativo, el primero es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogeno y el peso especifico relativo es la relacion entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia 2. punto de fusion describe la temperatura en la cual un material o elemento pasa del estado solido a liquido 3. dilatacion termica mide cuanto se puede deformar un material con respeco a un diferencial de T, puede causar contraccion o dilatacion.

9 Propiedades de los materiales. Físicas 1. peso especifico absoluto o relativo, el primero es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogeno y el peso especifico relativo es la relacion entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia 2. punto de fusion describe la temperatura en la cual un material o elemento pasa del estado solido a liquido 3. dilatacion termica mide cuanto se puede deformar un material con respeco a un diferencial de T, puede causar contraccion o dilatacion.

10 Propiedades de los materiales. Químico 1. enlace metálico tienen pocos electrones en su casa mas externa y se pierden con gran facilidad. 2. enlace covalente. Es una reacción entre dos átomos no metal 3. enlace iónico es una reacción de 2 átomos de distinta electronegatividad. existe transferencia de uno o mas electrones del átomo menos electronegativo hacia el mas electronegativo 4. enlace de van der walls son fuerzas de estabilización molecular. forman enlaces químicos no covalentes 5. enlace metálico se forma como resultado de que los átomos de elementos con baja electronegatividad sedes sus electrones de valencia.

11 Propiedades de los materiales. Tecnológicas 1. conformabilidad propiedad del metal que mide su maleabilidad 2. ductibilidad es la capacidad del metal de dejarse deformar o trabajar en frio 3. fusibilidad permite obtener piezas fundidas o coladas 4. colabilidad capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defecto para que un metal sea colabe debe poseer gran fluides.

12 Propiedades de los materiales. Tecnológicas 5. soldabilidad es la actitud de un metal para soldarse con otro identico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente. 6. templabilidad es la propiedad de un metal de sufrir transformaciones en su estructura cristalina producto del calentamiento y enfriamiento sucesivo y brusco. 7. maquinibilidad propiedad del metal de dejarse mecanizar mediante una herramienta cortante apropiada un material que presenta este material

13 Propiedades de los materiales

14 Diagrama de Fases En termodinámica y ciencia de materiales se denomina diagrama de fase a la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia de un sistema, en función de variables elegidas para facilitar el estudio del mismo.

15 Diagrama de Fases 1. Sistemas de un componente. Las variables independientes en sistemas de un componente estan limitadas a la temperatura y la presion ya que la composicion es fija. 2. Sistemas de dos componentes. Tienen tres variables independientes, nominalmente, temperatura, presión y composición.

16 Propiedades de los materiales Henry Moseley y la tabla periódica 1914

17 Propiedades de los materiales

18 Propiedades de los materiales NIHONIO proviene de la palabra "Nihon", el término utilizado para designar a Japón; MOSCOVIO, hace referencia a Moscú, la capital de Rusia; TÉNESO, proviene del estado de Tennessee (EE UU) debido a que esta región es pionera en investigación en cuanto al mundo de la química se refiere y se convierte así en el segundo estado en verse reflejado en la tabla periódica, tras California (correspondiente al elemento 98). Por último, OGANESÓN fue nombrado así en honor al físico ruso Yuri Oganessian, de 83 años. Por segunda vez en la historia, un científico en vida tiene el honor de ver su nombre escrito en un elemento.

19 Propiedades de los materiales (nuevos materiales) 1. Grafeno El grafeno podría aplicarse en el campo de la electrónica para diseñar mejores procesadores y circuitos integrados, además de su aplicación en la investigación química mediante microprocesadores de silicio facultados para analizar resultados de laboratorio en tiempo real.

20 Propiedades de los materiales (nuevos materiales) 2. Upsalita Estamos hablando de la sustancia más absorbente jamás creada, con una alta área de superficie: 800 m2/g, la mayor conocida hasta ahora. Entre sus aplicaciones podrían estar desde absorber residuos tóxicos en los mares hasta preservar seco el interior de los equipos electrónicos para incrementar su durabilidad, en una escala mucho más pequeña. 3. Espuma de titanio Científicos investigadores alemanes lograron crear un nuevo material super resistente y ultra ligero, gracias a la combinación de espuma de poliuretano y titanio en polvo. Entre sus aplicaciones destaca la regeneración de huesos al integrarse con las piezas naturales.

21 Propiedades de los materiales (nuevos materiales) 4. Aerografeno Se trata de un Aerogel el cual es el nuevo material más ligero conocido en el mundo, con una densidad de solamente 0.16 mg/cm 3.

22 Propiedades de los materiales (nuevos materiales) 5. Seda Sintética Se descubrió el gen responsable de la producción de fibroína, proteína que segregan las arañas durante la producción del conocido hilo de seda. Un solo gramo de esta sustancia es capaz de producir 8 kilómetros de seda, lo cual representa un método mucho más barato y fácil de obtener el tan preciado material.

23 Tipos de Materiales

24 Tipos de Materiales

25 Tipos de Materiales

26 Tipos de Materiales

27 Tipos de Materiales

28 Selección de los materiales de Materiales

29 Efectos ambientales sobre los materiales. Temperatura