DISEÑO CAP1

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1.- CMPONENTES DE UNA BOMBILLA 1. Envoltura - ampolla de vidrio - bulbo.2. Gas inerte.3. Filamento de wolframio.4. Hilo de contacto (va al pie).5. Hilo de contacto (va a la base).6. Alambre(s) de sujecin y disipacin de calor del filamento.7. Conducto de refrigeracin y soporte interno del filamento.8. Base de contacto.9. Casquillo metlico.10. Aislamiento elctrico.11. Pie de contacto elctrico.

A) Componentes crticos (escenciales para su funcionamiento?) Dos contactos metlicos Dos cables rgidos Fino filamento de metal Una montura de vidrio Capsula de cristal Gas inerteB} DETERMINE EL MATERIAL SELECCIONADO PARA CADA COMPONENTE CRITICOEl filamento en una bombilla est hecho de un material largo e increblemente fino. En una tpica bombilla de de sesenta vatios, el filamento es de unos 2 metros de largo, pero una centsima parte de pulgada de espesor.Un metal debe ser calentado a temperaturas extremas antes de que pueda emitir una cantidad de luz visible que sea til. Muchos metales se derretirn antes de llegar a esas temperaturas tan altas la vibracin romper la estructura rgida de las uniones entre los tomos, convirtiendo el material en lquido. Las bombillas estn fabricadas con filamentos de Tungsteno porque tiene un increble aguante a estas temperaturas.Gas inerte como por ejemplo argn. Este gas se utiliza para prolongar la vida del filamento de tungsteno ya que de no hacerse a as se quemara en muy poco tiempo.La ampolla de cristal puede ser completamente transparente, opalizada, pulida, coloreada con diferentes tonos, e incluso puede incorporar un reflector.Dos contactos metlicos

Montura de vidrio

C) DISEE UN PROCEDIMIENTO PARA MONTAR LA BOMBILLA * Depositar los gases inertes en la capsula de cristal. * Posicionar los cables rgido y dar forma al solenoide del filamento metlico * Ensamblar lo ya hecho a los dos contactos metlico. * Colocar esta estructura dentro la montura de vidrio. * Finalmente cerrar al vacio, para evitar interrupciones por macropartculas.

procedimiento para hacer tu propia bombilla:

Los materiales que vamos a utilizar son: Una pila de petaca (4,5 v). Cable (de unico hilo y de unos 2mm de seccin). Un interruptor. Un frasco de cristal con su tapadera inclusive (a ser posible hermtica). Plastilina. Un punzn u otro artilugio que nos sirva para agujerear.Despes de tener listos nuestros materiales, empezemos a trabajar:1 paso:Cogeremos la tapa del frasco de cristal y le haremos dos agujeros, a aproximadamente 3 centmetros de distancia entre ellos.2 paso:En los agujeros, que hemos hecho en la tapadera, introduce dos cables de unos 5 o 6 centmetros de largo. Os debo recordar que a los cables introducidos se les debe pelar la puntas para as poder continuar con nuestro proyecto.3paso:Extraele a un trozo de cable, de aproximadamente unos 6 centmetros de largo, el cobre de dentro y darle una forma de espiral (parecida a la del filamento de una bombilla). En esta paso os recomiendo que para hacer la espiral os ayudis de un clavo, puntilla o algo similar.4paso:Cuando tengas la espiral formada, conectala a los extremos de los cables pelados de la tapa. Aqu os recomiendo que se aseguris de que la espiral y los cables estan bien conectados, de no ser as no funcionaravuestra propia bombilla.5paso:Ahora mete todo dentro del frasco de cristal, de manera que la espiral quede colgando por los cables, y cierra la tapa. Una vez que lo tengas cerrado ponle un poco de plastilina en los agujeros por donde pasan los cables en la tapa, para que as se quede todo lo mas hermtico posible y sellado.6paso:Despus de asegurarnos que el frasco esta bien cerrado y sellado, conecta un cable directamente desde el frasco hasta el borne de la pila. El otro cable lo conectaremos desde el frasco a un interruptor y desde este al otro borne de la pila.El resultado de todo esto sera el que cuando pulsas el interruptor, para dejar pasar la corriente, es cuando observaremos que la hebra de cobre (nuestro filamento) se pone al rojo vivo, el cual es el principio delfuncionamiento de una bombilla.Cuando estis observando el funcionamiento devuestra propia bombilla,os recomiendo que si el filamento (espiral) tarda ms de 10 o 15 segundos en fundirse es aconsejable acortar un poco la espiral, para que as vuestra pila no se descarge muy deprisa.

2.-LA ARTROPLASTIA TOTAL DE CADERA (THA ) ES EL PROCEDIMIENTO DE SUSTITUCION TOTAL DE UNA CADERA DAADA POR UNA PROTESIS ARTIFICIAL Todo esta en :http://www.cirugiaarticular.com/protesis/cadera/ A) IDENTIFIQUE LOS COMPONENTES REEMPLAZADOS EN LA THA

El componente femoral: es un vstago que se introduce en el interior del canal medular previamente labrado; para ello ser necesario extirpar la cabeza del fmur.

Cabeza o componente ceflico: Esto es una esfera que se acopla al vstago. En ciertas prtesis el vstago y la cabeza son una misma pieza.Componente acetabular: Este es el que sustituye la parte de la articulacin de la cadera unida a la pelvis. Es una esfera hueca que se adapta perfectamente a la cabeza o componente ceflico.

B) IDENTIFIQUE EL MATERIAL O MATERIALES EMPLEADOS EN LA FABRICACION DE CADA COMPONENTE Y LAS RAZONES POR LAS CUALES SE EMPLEAN

El componente femoral o vstago generalmente ser de un material metlico como el acero o el titanio, debe ser un material especialmente resistente ya que es el encargado de transmitir todo el peso del cuerpo al fmur.

La cabeza o componente ceflico debe ser de un material que permita crear una superficie muy lisa y resistente al desgaste. Cuanto ms lisa sea a superficie de la cabeza, menor ser la friccin que ofrece al movimiento por lo tanto menor ser el desgaste a lo largo del tiempo. Los materiales que se suelen utilizar son la cermica, el acero y el polietileno de alta densidad (que es una especie de plstico muy duro).

El componente acetabular: Este suele tener dos vertientes, la parte que se une al hueso que generalmente es metlica para ofrecer una buena resistencia a la transmisin de las cargas: acero, titanio, tantalio, etc. La parte que est en contacto con la cabeza que deber ser lisa y ofrecer una mnima friccin y resistencia al desgaste: que podr ser de cermica o de polietileno.

No existen diferencias importantes en cuanto al resultado clnico de los diferentes materiales usados en las prtesis, la eleccin de estos deber realizarla siempre el cirujano basndose en las caractersticas particulares de cada paciente as como en su experiencia personal y preferencias.

C) MENCIONE CUALES SON ALGUNOS DE LOS FACTORES QUE EL INGENIERO DE MATERIALES MATERIALES DEBE TOMAR EN CUENTA EN LA SELECCION DE MATERIALES1-Biocompatibilidad.Material Bicompatible.- En ciruga unbiomateriales el material que puede ser utilizado en algnimplanteo prtesis. En trminos mdicos un biomaterial es un compuestofarmacolgicamenteinertediseado para ser implantado o incorporado dentro del sistema vivo. En este sentido el biomaterial se implanta con el objeto de sustituir o regenerartejidos vivientesy sus funciones. En realidad son muy pocos los materiales biocompatibles que son aceptados por todo cuerpo, de ah que no pueda clasificarse un material como tal de forma definitiva. Algunos de los materiales biocompatibles ms comunes son eltitaniopara implantes o elacero.2-Resistencia a la corrosin en el medio biolgico.3-Propiedades mecnicas y fsicas compatibles con su funcin especfica en el cuerpo humano.4-Resistentes a la fatiga para las aplicaciones de cargas cclicas.5-seointegracin. LaOseointegracines la conexin ntima, directa, funcional y mantenida en el tiempo, entre elhuesoy unimplantesometido o no, a carga. 3.- SE CONSIDERA QUE LOS TRANSISTORES HAN CAUSADO UNA REVOLUCION EN LA ELECTRONICA Y , EN CONSECUENCIA EN MUCHAS OTRAS INDUSTRIAS El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumple funciones deamplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino "transistor" es la contraccin eningls de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentraprcticamente en todos los enseres domsticos de uso diario: radios, televisores,grabadoras, reproductores de audio y vdeo, hornos de microondas, lavadoras, automviles,equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras,impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomgrafos, ecgrafos,reproductores mp3, celulares, etc.

Los transistores de unin (uno de los tipos ms bsicos) tienen 3 terminales llamados Base,Colector y Emisor, que dependiendo del encapsulado que tenga el transistor pueden estardistribuidos de varias formas.a) identifique los componentes criticos de un transistor de union -Dispositivo-Emisorb) Identifique el material empleado en la fabricacin de cada componente.-Dispositivo de estado slido consistente en una pequea pieza de material semiconductor, generalmente germanio o silicio,-Emisor, que corresponde al ctodo caliente de un trodo como fuente de electrones.4.a) Mencione los factores ms importantes que deben tenerse en cuenta en la seleccin de material para el cuadro de una bicicleta de montaa.http://www.monografias.com/trabajos-pdf/diseno-bicicleta-montana/diseno-bicicleta-montana.pdf * Resistencia y comportamiento a fatiga (La fatiga de material consiste en el desgaste y posterior rupturade un objeto construido por el ser humano. La fatiga de material, tieneque ver ms que nada, con objetos, los cuales, soportan carga. Y nosreferimos, a todos los objetos construidos por el hombre, diseadospara soportar peso.La fatiga de los materiales se da cuando se ejercen fuerzasrepetidas aplicadas sobre el material creando pequeas grietas quepueden llegar a producir una ruptura del material. . Es un fenmenomuy importante, ya que es la primera causa de rotura de los materialesmetlicos (aproximadamente el 90%)) * Extrusionabilidad (propiedad de ser forzado a travs de una boquilla.) (en una definicin amplia el proceso de extrusin hace referencia a cualquier operacin de transformacin en la que el material fundido es forzado a atravesar una boquilla para producir un artculo de seccin transversal constante y, en princiop, longitud indefinida) * Soldabilidad * Resistencia a los factores atmosfricos * Amortiguacin de vibraciones * Resistencia al impacto y a la abrasin * Coste del material * Pesob) tome en cuenta que el acero, aluminio y el titatio se han empleado como los metales principales en la estructura de una bicicleta y determine las principales ventajas y desventajas de cada uno de ellos

ALUMINIO:VENTAJAS | DESVENTAJAS Mejor relacin peso- precio | Muy ligero (bajadensidad(2.700kg/m3))Calidad | Elevada conductividad Precio | Muy maleable Alta resistencia a lacorrosin.ACERO:VENTAJAS | DESVENTAJAS punto de fusin alto | Se dilata fcilmente tenaz | De fcil corrosin fcil de soldar | Alta conductividad

TITANIO:VENTAJAS | DESVENTAJAS Reciclable | ligero (mucho mas ligero que el acero) Abundante | metal de transicin Alta resistencia a lacorrosin | reactivo | Elevado costoc) Las bicicletas ms modernas se fabrican con materiales compuestos avanzados. Explique por qu y mencione los materiales compuestos especficos empleados en la estructura de una bicicleta.Actualmente se utilizan materiales compuestos avanzados, ya que estos son ms livianos, reduciendo en un 50% el peso de la bicicleta en su totalidad, adems son ms resistentes a cualquier agente daino que los materiales comunes lo que los hace ms duraderos, tambin tenemos que a pesar de ser elaborados son ms baratos que los elementos comunes lo que hace de ellos la eleccin ms rentable y productiva, adems se debe notar que el proceso de fabricacin ahora es menos elaborado y ms fcil de realizar.

Algunos de los materiales compuestos utilizados son los siguientes:

* ALUMINIO SCANDIUMALEACIN MODERNA, 7075-T6 + ScCARACTERSTICAS MECNICAS SUPERIORES (NO NORMALIZADA)

* ALUMINIO 6061- ESTADOS UNIDOSMEJOR EXTRUSIONABILIDADTRATAMIENTO TRMICO MADURACIN NATURAL

* ALUMINIO 7005-T6 - EUROPAMAYOR RESISTENCIAMADURACIN NATURAL5.a) Mencione los criterios ms importantes para seleccionar materiales que habrn de emplearse en un casco protector de uso deportivo.LOS CASCOS, SU UTILIDAD PARA LA PREVENCION DE ACCIDENTESComo definicin, podramos encontrar una como la siguiente: Pieza de la armadura, que cubre la cabeza adems de defenderla. Por un lado el casco es protector. Por otro, lo imaginamos favorecedor, esttico y digno de ver y llevar. Te protege de las cadas que puedas sufrir si tienes un accidente, ya sea de trfico como deportivo. Tan frgil y robusta como un huevo, tu cabeza no puede estar desprotegida. El casco es la forma ms habitual de proteccin de la cabeza y cumple su funcin mediante un efecto de cojn, amortiguando el golpe al crneo. Son eficaces y actan reduciendo la fuerza que se producira cuando un objeto golpea la cabeza o cuando esta choca con algo. Esta reduccin de fuerza se consigue mediante la transformacin de la energa cintica en trabajo de deformacin de otras estructuras diferentes a la cabeza. El reducir la fuerza sobre la cabeza disminuye su aceleracin y si est bien distribuida, bajan la probabilidad de abombamiento del crneo. Ambos mecanismos reducen la probabilidad de distorsin de tejido cerebral. Por tanto un casco produce: 1.-Un efecto cojn del golpe sobre la cabeza. 2.-Distribuye el impacto extendindolo en una superficie ms grande. LOS CASCOS SON MUY EFICACES PARA EVITAR LESIONES EN CABEZAY CEREBRO. -BICICLETAS: Un estudio de control de cascos basado en poblacin demostraba que el uso del casco disminua el riesgo de lesiones en cabeza en un 85% y reduca el riesgo de lesiones cerebrales en un 88%. Un estudio de caso control reciente sobre 3390 ciclistas lesionados demostr que los cascos eran eficaces para los ciclistas de todas las edades y en choques que estaban relacionados con un vehculo a motor, al igual que en los que no estaba relacionado. No parece haber ninguna diferencia substancial en los efectos protectores de cascos con cubierta dura o ms blanda. Los cascos tambin son muy eficaces para evitar algunas lesiones faciales. El riesgo de lesin en la frente y parte media de la cara parece reducirse en aproximadamente 2/3 con el uso de cascos, pero esta proteccin no se extiende a la boca o barbilla. -MOTOCICLETAS: Las motos son un medio de transporte peligroso con una tasa de mortalidad unas 35 veces ms en relacin con la tasa de mortalidad para los automviles. Las lesiones ms graves o mortales en motoristas afectan a la cabeza. Una extensa literatura indican que los cascos reducen pero no eliminan el riesgo de lesin craneoenceflica. No existe evidencia de que los cascos de motoristas aumenten el riesgo de lesin cervical. Los cascos disminuyen el hecho de lesiones faciales en un 2/3. Los cascos de motociclistas actuales estn diseados para reducir la gravedad de una lesin mediante tres mecanismos: 1- Ofreciendo una superficie dura que evite golpe directo al crneo. 2- Mediante una capa deformable de poliestireno dentro de la cubierta rgida para disipar las fuerzas de deceleracin. 3- Presentando una superficie suave a la carretera para evitar la rotacin de la cabeza y el cuello. El casco debe estar siempre ajustado correctamente, pues de lo contrario podra salir despedido debido a un movimiento de rotacin anterior, al pivotar sobre el eje en el que se fijan las correas de sujecin en el casco. -DEPORTES DE AVENTURA:El casco aporta una mayor seguridad ante dos situaciones de peligro: 1-La cada de piedras u objetos como bloques de hielo, mosquetones, clavos, otras piezas del material propio de las actividades que se llevan a cabo en el terreno de nuestras montaas. 2-La cada del propio escalador-montaero-alpinista o incluso senderista por lugares escarpados, que puede golpearse la cabeza contra la superficie y relieves de la pared. Estos supuestos son tambin aplicables a actividades de aventura aparte del montaismo como seran: el barranquismo, descenso de aguas bravas, parapente por nombrar algunos de ellos. Los materiales con los que estn fabricados son plsticos y fibras especiales que permiten una gran ligereza, una elevada resistencia mecnica y una amplia absorcin del impacto, esto se puede aplicar igualmente al ciclismo, tanto de carretera, BTT, como de ocio. * Livianos * Resistentes * Ergo dinmicos * Un grado considerable de flexibilidadb) Identifique los materiales que podran satisfacer estos criterios.Atendiendo a su composicin, tendremos tres grandes grupos: 1) Cascos de termoplstico: fabricados en diferentes materiales ( poliamida, policarbonato, polietileno, polipropileno, etc. ) poseen una notable elasticidad y mitigan en gran medida el choque sufrido por el crneo y la columna vertebral en caso de cada. 2) Cascos de fibra: construidos en fibra de vidrio, kevlar o fibra de carbono, son moderadamente rgidos. Ofrecen una excelente resistencia mecnica y una absorcin correcta del impacto. Son poco adecuados para regiones calurosas( emisin de partculas invisibles de fuerte olor con altas temperaturas). 3) Cascos multi-estratos :inspirados en los modelos utilizados para la bicicleta. Se componen de una delgada carcasa exterior y una gruesa capa interior de poliestireno. A tener en cuenta: El peso: factor de gran importancia, pues nos puede evitar una dura carga para los msculos de la nuca y evitarnos dolores de cabeza. La ventilacin: Nos evitar llevar un horno sobre la cabeza los das calurosos.

c) Por qu un casco de metal solido no sera una buena eleccin?Sacando la consideracin del peso del casco y la libertad de movimientos, el problema es que sea "slido".El objetivo de un casco (o cualquier dispositivo para proteccin ante colisiones) no es "separar" el punto de colisin del objeto protegido, sino absorber la energa de la colisin para no transmitirla a, en nuestro caso, la cabeza. El casco ideal se deforma (no es slido) y esa deformacin es permanente, ya que toda la energa que se le aplica la absorbe para evitar que sea aplicada a la cabeza. Por ejemplo, un gran casco de caucho devolvera toda la energa absorbida al deformarse luego de la colisin y si bien puede salvarnos de un crneo fracturado, probablemente nos fracture el cuello en el rebote :)

Es el caso de los autos: el auto ms seguro ante un choque es el que se deforma en forma controlada, pero se deforma. Por eso se protege el habitculo, pero se prepara para que la parte delantera se aplaste absorbiendo la energa del choque. Tan claro es esto para los fabricantes que incluso prevn cmo el motor debe desprenderse de la estructura y pasar por debajo del habitculo si esto es necesario.

Ahora bien, tambin hay que tener en cuenta de qu queremos protegernos! En casos menos generales, tal ves queramos protegernos de el corte de un elemento filoso, la mordedura de un animal, etc. y no de una colisin o un golpe, en este caso, un casco construido con una lmina slida de metal cumplir un mejor papel que un casco de poliestireno expandido como los usados por los ciclistas.6.a) Determine las propiedades que debe tener un material o los materiales empleados como proteccin trmica en la estructura de un transbordador espacial.Sistema de proteccin trmica del transbordador espacialElsistema de proteccin trmica (TPS)est diseado para que latemperaturade la estructura dealuminiodel orbitador se mantenga por debajo de los 177grados Celsiusaunque en algunas superficies que estn ms expuestas, la temperatura puede llegar hasta los 1.260 grados Celsius.El tipo de losetas utilizadas son de dos colores: de color blanco y negro. Las blancas estn ubicadas en las zonas donde las temperaturas son relativamente inferiores al resto de la nave, lo contrario sucede con las de color negro; stas, por su color, absorben las mayores temperaturas y estn ubicadas en la parte inferior y delantera del orbitador, adems de recubrir la parte delantera de las alas. Adems de las losetas de proteccin trmica, el transbordador cuenta con un recubrimiento ms pesado constituido decarbonoreforzado y que slo es utilizado para la proteccin de las temperaturas ms altas. La cantidad utilizada de este material es menor que en el caso de las losetas y esto es as debido a su peso. Las superficies de carbono reforzado estn ubicadas en la punta de la nave y los bordes frontales de las alas.

Estructura de la loseta de proteccin trmica

Los materiales utilizados han evolucionado durante el tiempo, ltimamente unos revestimientos ms flexibles han remplazado a muchas de las losetas blancas debido que tienen la ventaja de cubrir un rea equivalente a 25 losetas.El transbordador espacial contiene cerca de 23.000 losetas de proteccin trmica cuya funcin no slo sirve para proteger a la nave del inmenso calor producido durante la reentrada, sino que adems debe soportar temperaturas que oscilan entre los 128C a 93C durante lasrbitasde 90 minutos alrededor de la Tierra.HTTP://WWW.NASA.GOV/CENTERS/AMES/SPANISH/RESEARCH/HUMANINSPACE/HUMANSINSPACE-THERMALPROTEC.HTML :: Segun la National Aeronautics and Space Administration (NASA):Vehculos espaciales que entran a la atmsfera planetaria (y o Tierra) como el trasbordador espacial Orbiter equiere del uso de un sistema de proteccin trmico (TPS) para protegerlos de calentamiento aerodinmico. El calentamiento aerodinmico es generado en la superficie de un objeto durante su entrada debido a al combinacin de la compresin y la friccin del gas atmosfrico. La configuracin del vehculo y la trayectoria de entrada en combinacin con el tipo del sistema de proteccin trmico usado define la distribucin de la temperatura del vehculo. El trasbordador espacial presenta un sistema de (TPS) basado en el uso de materiales de revestimiento con una gran capacidad trmica en combinacin con un aislamiento trmico fundamental para evitar la conduccin de calor al interior del vehculo. El calor desarrollado por el proceso de calentamiento aerodinmico es irradiado de vuelta al espacio debido a la alta temperatura de la superficie. Las orillas delanteras de las alas y la tapa de la nariz son las regiones de temperatura ms altas. Desde que existe variacin de temperaturas el TPS seleccionado para el trasbordador esta compuesto de una variedad de materiales. La capacidad de temperatura de cada material, durabilidad, y peso determinan el uso y aplicacin en el vehculo. El mejoramiento de estos materiales ha sido el tema de varias investigaciones como el mejoramiento de la capacidad del material (y o, ms durabilidad, mayor capacidad de temperatura, mejo resistencia al choque termal y menor conductividad termal ) mejora el material de proteccin termal y mejorar el funcionamiento del vehculo. Las capacidades futuras de los vehculos de reingreso dependern de la calidad de TPS que se desarrolle y que este disponible para ellos.

El desarrollo de TPS en el Centro de Investigacin NASA Ames son las Cermicas de Ultra Alta Temperatura (UHTC). Las Cermicas de Ultra Alta Temperatura son materiales de la familia de cermicas con temperaturas extremadamente altas de fusin, con buena resistencia de oxidacin en el tipo de ambiente como reingreso, y una buena resistencia de choque trmico para una cermica monoltica. Estos materiales muestran un potencial para usarlos como refrigerantes pasivos en los bordes afilados de los futuros vehculos de reingreso. Estos bordes afilados ofrecen ventajas en rendimiento aerodinmico sobre los actuales bordes desafilados y la seguridad de la tripulacin. Ames esta desarrollndolos materiales UHTC para usarlos en la aplicacin de los borde afilados. Los materiales que se estn investigando incluyen compuestos dentro de otras composiciones HfB2/SiC y ZrB2/SiC. Trabajos recientes han incluido experimentos de vuelo basados en el suelo de arc jet junto con los experimentos de vuelo de SHARP B1 y SHARP B2. Trabajo futuro incluye el mejoramiento de propiedades trmicas y mecnicas de materiales y desarrollo de diseos de acoplamiento.Entonces:-Deben ser capaces de absorber la temperatura externa.-Debe soportar temperaturas que oscilan entre los 128C a 93C durante las rbitas de 90 minutos alrededor de la Tierra.-Punto de fusin alto.-Tenacidad de fractura-Cierto nivel de flexibilidad-Elevada resistencia a la compresin, etcb) Identifique los materiales que podran satisfacer estos criterios.En la info anterior segn Wikipedia (alabado seas) y la pagina de la nasa:-Cermicos-Carbono reforzadoc) Por qu las aleaciones de titanio no serian una buena eleccin para esta aplicacin?TITANIO: Caractersticas fsicasEntre las caractersticas fsicas del titanio se tienen las siguientes: Es unmetal de transicin. Sudensidado peso especfico es de 4507kg/m3. Tiene unpunto de fusinde 1675C (1941K). Sumasa atmicaes de 47,867u. Es de color plateado grisceo. Esparamagntico, es decir, no se imanta debido a su estructura electrnica. Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecnicas. Es resistente a lacorrosin. Refractario. Pocaconductividad trmicayelctrica: no es buen conductor del calor ni de laelectricidad.Caractersticas mecnicasEntre las caractersticas mecnicas del titanio se tienen las siguientes: Mecanizadopor arranque devirutasimilar alacero inoxidable. Permitefresado qumico. Maleable, permite la produccin delminasmuy delgadas. Dctil, permite la fabricacin dealambredelgado. Duro.Escala de Mohs6. Muy resistente a latraccin. Grantenacidad. Permite la fabricacin de piezas porfundicinymoldeo. Materialsoldable. Permite varias clases de tratamientos tanto termoqumicos como superficiales. Mantiene una altamemoriade su forma.Caractersticas qumicas Se encuentra en forma de xido, en la escoria de ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. Presenta dimorfismo, a temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta (hcp) llamada fase alfa. Por encima de 882C presenta estructura cbica centrada en el cuerpo (bcc) se conoce como fase beta. La resistencia a la corrosin que presenta es debida al fenmeno depasivacinque sufre (se forma un xido que lo recubre). Es resistente a temperatura ambiente al cido sulfrico (H2SO4) diluido y al cido clorhdrico (HCl) diluido, as como a otros cidos orgnicos, tambin es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede disolver en cidos en caliente. Asimismo, se disuelve bien encido fluorhdrico(HF), o con fluoruros en cidos. A temperaturas elevadas puede reaccionar fcilmente con elnitrgeno, eloxgeno, elhidrgeno, elboroy otros no metales. Sus iones no tienen existencia a pH bsicos.Titanio

Smbolo qumicoTi

Nmero atmico22

Grupo4

Periodo4

Aspectoplateado

Bloqued

Densidad4507 kg/m3

Masa atmica47.867 u

Radio medio140 pm

Radio atmico176

Radio covalente136 pm

Configuracin electrnica[Ar]3d24s2

Electrones por capa2, 8, 10, 2

Estados de oxidacin4

xidoanftero

Estructura cristalinahexagonal

Estadoslido

Punto de fusin1941 K

Punto de ebullicin3560 K

Calor de fusin15.45 kJ/mol

Presin de vapor0,49 Pa a 1933 K

Electronegatividad1,54

Calor especfico520 J/(Kkg)

Conductividad elctrica2,38 106S/m

Conductividad trmica21,9 W/(Km)

Aleaciones de titanioComercial y tcnicamente existen muchas aleaciones de titanio. Las aleaciones ms conocidas son las siguientes:Ti grado 2, tiene la siguiente composicin qumica:TiFe(0,25-0,30) Es conocido como titanio comercial puro. Tiene una resistencia a la traccin de 345MPa, un lmite elstico de 275MPa, unaductilidaddel 20% una dureza de 82HRB, se puedesoldary unaresistencia elctricade 0,56 (m). Sus principales aplicaciones son campos donde se requiere resistencia a la corrosin yconformabilidadcomo las tuberas, intercambiadores de calor, etc.Ti grado 5, conocido como Ti6Al4V, tiene un porcentaje del 6% de aluminio y un 4% de vanadio. Es la aleacin de titanio ms utilizada, sobre todo, en el campo de la aeronutica, en el de la biomedicina o la estomatologa. Tiene una resistencia a la traccin de 896 MPa, un lmite elstico de 827 MPa, una ductilidad del 10% una dureza de 33 HRB una soldabilidad muy buena y unaresistividadelctrica de 1,67 (m). Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecnica y altas temperaturas como en (tornilleraypiezas forjadas)Ti grado 19, tiene la siguiente composicin qumicaTi3Al8V6Cr4Zr4Mo(Beta-C) Tiene una resistencia a la traccin de 793 MPa, un lmite elstico de 759 MPa una ductilidad de 15% una dureza de 45 HRB una soldabilidad regular y una resistividad de 1,55 (m). Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia a la corrosin y a la temperatura ((Aplicaciones marinas y motores de aviones)Ti6246Tiene la siguiente composicin qumica:Ti6Al2Sn4Zr6Mo, Tiene una resistencia a la traccin de 1172 Mpa, un lmite elstico de 1103 Mpa una ductilidad del 10% una dureza de 39 HRB una soldabilidad limitada y una resistividad elctrica de 2 (m) Sus aplicaciones son donde se requiera alta resistencia mecnica obtenida por temple.

Algunas aleaciones de titanio son resistentes al calor, pero no lo suficiente como para lo requerido.7. a) Qu tipo de material es el cobre de alta conductividad exento de oxigeno (OFHC)?Cobre libre de oxgeno de alta conductividad trmica ( OFHC ) generalmente se refieren a un grupo de forjado de alta conductividad del cobre; es una aleacin que se harefinado electrolticamente para reducir el nivel de oxgeno de 0,001% o menos .libre de oxgeno de alta conductividad trmicaCobre libre de oxgeno de alta conductividad trmica(OFHC) se utiliza ampliamente enla criogenia.OFHC se produce por la conversin directa de una seleccin de refinadosctodosy piezas de fundicin bajo condiciones cuidadosamente controladas para evitarla contaminacinde la puraoxgenolibre demetalesdurante el procesamiento.El mtodo de produccin de cobre OFHC asegura grado extra alta de metal con un contenido de cobre de 99,99%.Con un contenido tan pequeo de elementos extraos, las propiedades inherentes de cobre elemental son producidos en un alto grado. Las caractersticas son de altaductilidad, altaconductividad trmica y elctrica, altaresistencia al impacto, resistencia a la corrosin, facilidad de soldaduraresistencia al reblandecimiento

b) Cules son las propiedades deseables en el cobre de alta conductividad exento de oxigeno?

Las caractersticas son de altaductilidad, altaconductividad trmica y elctrica, altaresistencia al impacto, resistencia a la corrosin, facilidad de soldaduraresistencia al reblandecimientoc) Cules son las aplicaciones en la industria elctrica?http://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen-free_copper (No logre saber para nada que quiere decir con high VacuumPara aplicaciones industriales, el cobre libre de oxgeno se valora ms por su pureza qumica que su conductividad elctrica.

* Se utiliza en la los procesos de deposicin de plasma ( sputtering ), incluyendo la fabricacin de semiconductores y superconductores componentes, as como en dispositivos de High Vacuum, como los aceleradores de partculas. * Para uniones vidrio-metal.8.a) A qu clase de materiales pertenece el poli tetrafluoretileno?El Tefln (PTFE) es un polmero halogenado, perteneciente a los haloalcanos, tambin conocidos como halogenuros de alquilo, halogenoalcanos o haluros de alquilo, son compuestos qumicos derivados de un alcano por sustitucin de uno o ms tomos de hidrgeno por tomos de halgeno.ElTefln (PTFE)es un polmero similar alpolietileno, en el que lostomosdehidrgenohan sido sustituidos por tomosflor. La frmula qumica delmonmero, tetrafluoroeteno, es CF2=CF2. La frmula delpolmerose muestra en la figura. Frmula del tefln

b) Cules son sus propiedades deseables?La virtud principal de este material es que es prcticamenteinerte, no reacciona con otras sustancias qumicas excepto en situaciones muy especiales. Esto se debe bsicamente a la proteccin de los tomos deflor sobre la cadena carbonada. Esta carencia de reactividad hace que sutoxicidadsea prcticamente nula; adems, tiene un muy bajocoeficiente de rozamiento. Otra cualidad caracterstica es suimpermeabilidad, manteniendo adems sus cualidades en ambientes hmedos.No obstante, un subproducto presente en el tefln, el cido perfluorooctanoico, resulta, adems de contaminante (no es biodegradable), potencialmente cancergeno para el ser humano. Incluso, ha sido relacionado con la infertilidad, los trastornos inmunitarios y problemas de crecimiento prenatal.1Es tambin un granaislante elctricoy sumamenteflexible, no se altera por la accin de laluzy es capaz de soportar temperaturas desde -270C(3,15K) hasta 270C(543,15K), momento en que puede empezar a agrietarse y producir vapores txicos. Su cualidad ms conocida es laantiadherencia.* Prcticamente inerte, no reacciona con otras sustancias qumicas excepto en situaciones muy especiales. * Toxicidad prcticamente nula. * Coeficiente de rozamiento bajo. * Impermeabilidad * Gran aislante elctrico * Flexible * Anti adherenciac) Cules son las aplicaciones en la industria de la fabricacin de utensilios de cocina?http://es.wikipedia.org/wiki/Politetrafluoroetileno#AplicacionesEn utensilios de cocina, como sartenes y ollas por su capacidad de rozamiento baja, as son fciles de limpiar y mantiene un grado menor de toxicidad9.a) A qu clase de materiales pertenece el nitruro de boro cubico (cBN)?.Nitruro de boroElnitruro de boroes un compuesto binario delboro, que consiste en proporciones iguales de boro ynitrgeno. El compuesto es isoelectrnico alcarbono, (el boro aporta 3 electrones de valencia y el nitrgeno 5) por lo que el nitruro de boro tiene formas polimrficas, homlogas a los alotropos del carbono.Formas polimrficasNitruro de boro cbicoEl nitruro cbico de boro (c-BN) es un material artificial extremadamente duro, aunque de una dureza menor a la deldiamante. Al igual que el diamante, el c-BN es un aislante elctrico y un excelente conductor del calor. Es ampliamente utilizado como unabrasivo para herramientas industriales, en especial para elmecanizadode aceros aleados y materiales de gran dureza.

El nitruro de boro es un compuesto binario del boro, que consiste en proporciones iguales de boro y nitrgeno. El compuesto es isoelectrnico al carbono, (el boro aporta 3 electrones de valencia y el nitrgeno 5) por lo que el nitruro de boro tiene formas polimrficas, homlogas a los alotropos del carbono.b) Cules son sus propiedades deseables?Mencionado anteriormente-Material artificial extremadamente duro, aunque de una dureza menor a la del diamante.-Aislante elctrico-Excelente conductor del calor.-Tiene dureza inferior que el diamante pero ms estabilidad qumica(No es soluble en cidos pero si en algunas sales) y trmica.Son estables a la descomposicin an a altas temperaturas. Estas varan segn la atmsfera a la que se somete el materia.c) Cules son sus aplicaciones en la industria metalmecnica?Mayormente Usado como abrasivo. Sus uso es amplio ya que no se disuelve en aleaciones de hierro, nquel, etc. A altas temperaturas, como s lo hace el diamante. Su nombre comercial es borazon.Cules son sus aplicaciones en la industria metalmecnica?* Produccin de una gama de plaquitas de corte Wipe. * Insertos con puntas de diamante (PKD) o puntas de borazon (CBN) * End-mills con puntas de CBN (nitruro de boro cbico) para fresado en duro hasta 63 R.C. * Cortadores verticales punta plana y punta esfrica en Carburo de Tungsteno, tambin con punta de PKD para acabos en materiales no ferrosos y punta de CBN para fresado en operaciones de acabado en duro hasta 63 R.C.

10.-. Las superaleaciones con base en nquel se emplean en las estructuras de los motores de turbinas de los aviones. Cules son las propiedades principales de este metal que lo hacen deseable para esta aplicacin?Las superaleaciones son aleaciones metlicas que contienen grandes cantidades de diferentes elementos metlicos, las cuales se conciben con la idea de obtener un metal que presente la combinacin de alta resistencia mecnica y a la corrosin a elevadas temperaturas . Dentro de estos nuevos materiales, se encuentran las superaleaciones de nquel mismas que presentan un buen comportamiento mecnico a temperaturas cercanas a los 1000CDebido a sus propiedades, las aleaciones base nquel son empleadas en aplicaciones donde se requiere resistencia mecnica a elevadas temperaturas como seria en la construccin de: labes de turbinas, cmaras de combustin, reactores qumicos, vlvulas para motores de combustin interna, etc.Las superaleaciones de nquel, normalmente se fabrican mediante la fusin de una pieza de nquel y agregando a esta cierta cantidad de otros elementos metlicos, tales como Cr, Al, Ti Co, con los que se busca formar la fase gamma prima. Debido a que el contenido de los elementos de aleacin es alto en este tipo de materiales y a las bajas solubilidades de estos elementos en el nquel cuando ocurre la solidificacin, se tienen fuertes problemas de segregacin de los elementos aleantes durante su enfriamiento. Recientemente, apareci una tcnica de fabricacin de este tipo de aleaciones;denominada solidificacin rpida, gracias a la cual los metales fundidos se enfran a muy altas velocidades evitando as en buena medida la segregacin . Las superaleacionesas fabricadas tienden a ser bastante homogneas y presentan alta resistencia mecnica. Sin embargo, este tipo de procesamiento es costoso y requiere equipo especial para llevarlo a cabo

11. Identifique varios equipos deportivos que podran beneficiarse con los materiales inteligentes con la tecnologa de los MEM. Menciones las razones concretas de la idoneidad de la aplicacin.

Sistemas microelectromecnicosSistemas Microelectromecnicos(Microelectromechanical Systems,MEMS) se refieren a latecnologa electromecnica, micromtrica y sus productos, y a escalas relativamente ms pequeas (escala nanomtrica) se fusionan ensistemas nanoelectromecnicos(Nanoelectromechanical Systems, NEMS) yNanotecnologa. MEMS tambin se denominan 'Micro Mquinas' (en Japn) o 'Tecnologa de Micro Sistemas' - MST (en Europa). Los MEMS son independientes y distintos de la hipottica visin de la nanotecnologa molecular o Electrnica Molecular. MEMS en general varan en tamao desde unmicrmetro(una millonsima parte de un metro) a unmilmetro(milsima parte de un metro). En este nivel de escala de tamao, las construcciones de la fsica clsica no son siempre ciertas. Debido a la gran superficie en relacin al volumen de los MEMS, los efectos de superficie como electrosttica y viscosidad dominan los efectos de volumen tales como lainerciaomasa trmica. El anlisis de elementos finitos es una parte importante del diseo de MEMS. La tecnologa de sensores ha hecho progresos significativos debido a los MEMS. La complejidad y el rendimiento avanzado de los sensores MEMS ha ido evolucionando con las diferentes generaciones de sensores MEMS.1MEMS descripcinLos avances en el campo de los semiconductores estn dando lugar a circuitos integrados con caractersticas tridimensionales e incluso con piezas mviles. Estos dispositivos, llamados Sistemas Micro electromecnicos (MEMS), pueden resolver muchos problemas que un microprocesador ms el software o configuracin no ASIC (Chip integrados de aplicacin especfica) no pueden. La tecnologa MEMS puede aplicarse utilizando un sin nmero de diferentes materiales y tcnicas de fabricacin; la eleccin depender del tipo de dispositivo que se est creando y el sector comercial en el que tiene que operar.SilicioEl silicio es el material utilizado para crear la mayora de los circuitos integrados utilizados en la electrnica de consumo en el mundo moderno. Las economas de escala, facilidad de obtencin y el bajo costo de los materiales de alta calidad y la capacidad para incorporar la funcionalidad electrnica hacen al silicio atractivo para una amplia variedad de aplicaciones de MEMS. El silicio tambin tiene ventajas significativas que han surgido a travs de sus propiedades fsicas. En la forma mono cristalina, el silicio es un material Hookeano (cumple la ley de Hooke) casi perfecto, lo que significa que cuando est en flexin prcticamente no hay histresis y, por lo tanto, casi no hay disipacin de energa. As como para hacer movimientos altamente repetibles, esto hace tambin que el silicio sea muy fiable, ya que sufre muy pequea fatiga y puede tener una duracin de vida de servicio en el rango de billones o trillones de ciclos sin romper. Las tcnicas bsicas para la produccin de todos los dispositivos MEMS basados en silicio son la deposicin de capas de material, produciendo un patrn en estas capas por fotolitografa y luego grabando para producir las formas necesarias.PolmerosA pesar de que la industria de la electrnica proporciona una economa de escala para la industria del silicio, el silicio cristalino es todava un material complejo y relativamente costoso de producir. Lospolmerospor el contrario se pueden producir en grandes volmenes, con una gran variedad de caractersticas materiales. Los dispositivos MEMS puede hacerse de polmeros, por los procesos de moldeo por inyeccin, estampado o estreo litografa y son especialmente adecuados para aplicaciones micro fludicas tales como los cartuchos desechables para anlisis de sangre.MetalesLos metales tambin se puede usar para crear elementos MEMS. Aunque los metales no tienen algunas de las ventajas mostradas por el silicio en trminos de propiedades mecnicas, cuando son utilizan dentro de sus limitaciones, los metales pueden presentar grados muy altos de fiabilidad.Los metales pueden ser depositados por galvanoplastia, por evaporacin, y mediante procesos de pulverizacin.Los metales comnmente utilizados incluyen al oro, nquel, aluminio, cromo, titanio, tungsteno, plata y platino.

RESPECTO A LA PREGUNTA:Aplicaciones (General)Aplicaciones comunes incluyen: Impresoras de inyeccin de tinta, que utilizan piezoelctricos o burbuja trmica de eyeccin para depositar la tinta sobre el papel. Acelermetros en los automviles modernos para un gran nmero de finalidades, entre ellas el despliegue de colchn de aire (airbag) en las colisiones. Acelermetros en dispositivos de electrnica de consumo, tales como controladores de juegos (Nintendo Wii), reproductores multimedia personales y telfonos mviles (Apple iPhone) [8] y una serie de Cmaras Digitales (varios modelos Canon Digital IXUS). Tambin se usa en ordenadores para estacionar el cabezal del disco duro cuando es detectada una cada libre, para evitar daos y prdida de datos. Giroscopios MEMS modernos utilizados en automviles y otras aplicaciones de orientacin para detectar, por ejemplo, un rolido y desplegar una cortina air-bag ms o activar el control dinmico de estabilidad. Sensores de presin de Silicio, por ejemplo, en sensores de presin de neumticos de automviles, y en sensores de presin arterial desechables. Pantallas por ejemplo, el chip DMD en un proyector basado en la tecnologa DLP posee en su superficie varios cientos de miles de microespejos. Tecnologa de conmutacin de fibra ptica que se utiliza para tecnologa de conmutacin y alineacin para comunicaciones de datos. Proyector de cine digital: Philippe Binant2realiz, 2000, la primera proyeccin de cine numrico pblico de Europa, fundada sobre la aplicacin de un MEMS desarrollado porTexas Instruments.3 Aplicaciones Bio-MEMS aplicaciones en medicina y tecnologas relacionadas con la salud desde Lab-On-Chip (laboratorios en un chip) a Anlisis Micro Total (biosensores, sensores qumicos) para MicroTotalAnalysis (biosensor, chemosensor). Aplicaciones IMOD en la electrnica de consumo (sobre todo pantallas en los dispositivos mviles). Se utiliza para crear tecnologa pantalla de modulacin interferomtrica - reflexiva. El Adams Golf DiXX Digital Instruccin Putter usa MEMS, concretamente un microsistema de navegacin inercial para analizar los factores del movimiento del swing, incluyendo el camino, el tiempo, la velocidad y los niveles de vibracin de la mano. Microscopia de fuerza atmica o AFM: Los sensores de fuerza (micropalancas) usados en AFM son en s sistemas microelectromecnicos producidos con tcnicas de microfabricacin. Con estos pueden obtenerse medidas de fuerzas en el rango de pN (piconewton) a nN (nanonewton), as como levantar topografas de superficies a escala atmica. Relojes que contabilizan la altura y presin, en caso de alpinistas. Se utilizan para hacer ropa deportiva, tales como trajes de neopreno, y con otras fibras para hacer ropa cmoda con un ajuste perfecto.12. Qu son los nanotubos? Mencione algunos ejemplos de su aplicacin a materiales estructurales como los compuestosEnqumica, se denominan nanotubosa estructuras tubulares cuyo dimetro es del tamao delnanmetro. Existen nanotubos de muchos materiales, tales comosilicioo nitruro de boropero, generalmente, el trmino se aplica a los nanotubos de carbono.Los nanotubos suelen presentar una elevada relacinlongitud/radio, ya que el radio suele ser inferior a un par de nanmetros y, sin embargo, la longitud puede llegar a ser incluso de 105nm. Debido a esta caracterstica se pueden considerar comounidimensionales.3

AplicacionesElectroqumicasUna importante aplicacin de los nanotubos, dada su gran superficie y su bajaresistividad, es laelectroqumica, como el desarrollo de supercondensadores, dispositivos para el almacenamiento de hidrgeno y fabricacin de celdas solares.ElectrnicaDe entre las mltiples aplicaciones de los nanotubos de carbono, quiz las ms interesantes se encuentren en el dominio de la electrnica, ya que stos pueden desempear el mismo papel que el silicio en los dispositivos electrnicos pero a escala molecular, donde los semiconductores dejan de funcionar.Adems, debido a que los avances en la industria electrnica se basan en la miniaturizacin de los dispositivos, que conlleva un aumento en el rendimiento de la velocidad de proceso y la densidad de los circuitos, ser necesario utilizar nanotubos de carbono en su fabricacin. Los nanotubos de carbono pueden ser utilizados para fabricar mltiples dispositivos entre los que destacan los transistores y las memorias informticas.Al agregar pequeas cantidades de nanotubos a polmeros, cambian sus propiedades elctricas y esto da lugar a las primeras aplicaciones industriales:

* Automviles: Mangueras antiestticas de combustible * Automviles: Partes plsticas conductoras para pintado spray electrosttico * Aeroespacial: Partes de aviones * Packaging: Antiesttico para electrnicos * Tintas conductoras * Materiales extremadamente negros: La sustancia ms oscura conocida, hasta la fecha, se ha creado a partir de nanotubos de carbono. * Deportes: Debido a la alta resistencia mecnica de los nanotubos, se estn empezando a utilizar para hacer ms fuertes las raquetas de tenis, manillares de bicicletas, palos de golf, y flechas de ltima generacin.* Como adsorbentes: Los nanotubos de carbono poseen una elevada rea superficial, su estructura porosa y en capas es ideal para almacenar diversos elementos y sustancias qumicas.