Upload
javier-oxolon
View
20
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Mg. LUIS R. LARREA COLCHADO
La ciencia de los materiales, nos va a permitir conocer
los principales materiales utilizados a nivel industrial ;
definiendo sus propiedades y analizando sus
estructuras internas que cambian definitivamente el
comportamiento del material ; generando as una la
formacin de nuevos materiales.
Se puede considerar Material a todo lo que no es
espiritual: todas las sustancias con las cuales estn
hechas las cosas y los seres. Madera, Plsticos,
Metales, Vidrio, Cermicas, Telas, el Cemento, etc. Son
todos ellos considerados como materiales.
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Los materiales han desempeado un papel muy importante en la historia de la humanidad. Las eras histricas han sido nombradas de acuerdo a los materiales
ERA ESPACIAL Y DEL SILICIO, etapa en la que vivimos dominada por la microelectrnica, y el uso de nuevos materiales de uso en ingeniera espacial, ms ligeros y resistentes.
Una de las mas populares bebidas refrescantes se envasa en recipientes fabricados con
tres tipos de materiales: el envase de la izquierda es de vidrio (cermico), los del
medio son metlicos y el de la derecha es plstico (polmeros)
Histricamente, la utilizacin de los materiales pasaron por un proceso de seleccin;
desde un conjunto limitado de materiales se elega el mas idneo para una aplicacin
en particular.
Existen miles de materiales distintos, con caractersticas muy especiales; para
satisfacer las necesidades de nuestra sociedad: aleaciones, pasticos (Polmeros),
cermicas y fibras.
Qu son los Materiales?
Los materiales pueden ser definidos como sustancias con las que
algo esta hecho o compuesto. Ejemplos: acero, plstico, vidrio,
papel, aluminio .
Debemos recordar que nosotros obtenemos los materiales de la
corteza terrestre y de la atmosfera.
Siempre se ha utilizado materiales naturales. Actualmente el
hombre los mejora, inventa y disea as materiales nuevos.
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Al elegir un material habr que tener en cuenta las siguientes aplicaciones.
Sus propiedades: dureza, flexibilidad, resistencia al calor...
Las posibilidades de fabricacin: las mquinas y herramientas de las que se dispone, la facilidad con que se trabaja...
Su disponibilidad: la abundancia del material, la proximidad al lugar donde se necesita...
Su impacto sobre el medio ambiente: si contamina, es txico, o biodegradable
Su precio
Por que es importante la Eleccin de los Materiales?
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
TIPOS DE PROPIEDADES
Color
Textura
Brillo
SENSORIALES
Transparencia
Oxidacin
Conductividad
elctrica
Conductividad
trmica
FISICO-QUMICAS
Dureza
Tenacidad
Fragilidad
Elasticidad
Plasticidad
Resistencia
mecnica
MECNICAS
Fusibilidad
Ductilidad
Maleabilidad
TECNOLGICAS
Toxicidad
Reciclabilidad
Biodegradabilidad
ECOLGICAS
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
PROPIEDADES FISICO - QUMICAS
Son las que estn relacionadas con el comportamiento del material frente a acciones externas.
Transparencia: Segn el comportamiento de los materiales frente a la luz se clasifican en: transparentes,
translcidos y opacos.
Oxidacin: Hace referencia al comportamiento de un material cuando es sometido a la accin de agentes atmosfricos
o qumicos.
PROPIEDADES FISICO-QUMICAS
Conductividad trmica: Un material tiene alta conductividad trmica cuando deja pasar el
calor por l.
Conductividad elctrica: Un material tiene alta conductividad elctrica cuando deja pasar la corriente elctrica por l. Entonces decimos que es conductor. En caso contrario,
ser aislante.
PROPIEDADES MECNICAS
Son las que estn relacionadas con el comportamiento del material cuando se somete a esfuerzos.
Dureza: Un material es duros oblando dependiendo si otrosmateriales puede rayarlo. Escala deMohs.
Tenacidad / Fragilidad: Un material es tenaz si aguanta los golpessin romperse.
Un material es frgil, cuando le damos un golpe se rompe.
Elasticidad / Plasticidad: Un material es
elstico cuando, al aplicarle una fuerza
externas se estira, y al retirarla vuelve a la
posicin inicial.
Un material es plstico cuando al retirarle la fuerza continua deformado. Es opuesto a la elasticidad.
Resistencia mecnica: Un material tiene resistencia mecnica cuando soporta esfuerzos sin romperse.
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
METLICOS NO METLICOS
FERROSOS NO FERROSOS
HIERRO
ACERO
FUNDICIONES
FERROALEACIONES
CONGLOMERADOS FRREOS
PESADOS:
COBRE
BRONCE
LATN
ESTAO
PLOMO
CINC
CROMO
NIQUEL
LIGEROS:
ALUMINIO
TITANIO
ULTRALIGEROS:
MAGNESIO
BERILIO
PLSTICOS
MADERA
TEXTILES
PTREOS Y CERMICOS
Sustancias inorgnicas formadas por uno o mas elementos ( Ejemplo:
Hierro, Cobre, Aluminio) que tienen enlace metlico y a la vez estos pueden
combinarse con elementos no metlicos ( Ejemplo: Carburo de Silicio,
Oxido de Hierro).
Propiedades:
Buena Conductividad trmica y elctrica
Alta ductilidad
Alta resistencia al impacto.
Densidad relativamente alta
La manera ms general de clasificacin de los materiales es la siguiente:
MATERIALES
METLICOS
NO METLICOS
FERROSOS: Acero, Hierro Fundido
NO FERROSOS: Cobre, Aluminio, etc.
ORGNICOS: Producto del Petrleo
INORGNICOS: Los minerales, El cemento, Grafito
(Carbn Mineral)
Metales Ferrosos:Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el
fierro, sus principales caractersticas son su gran resistencia a la tensin y
dureza. Las principales aleaciones se logran con el estao, plata, platino,
manganeso, vanadio y titanio. Los principales productos representantes de
los materiales metlicos son:
Fundicin de hierro gris Hierro maleable Aceros Fundicin de hierro blancoSu temperatura de fusin va desde los 1360C hasta los 1425C y uno de sus principales problemas es la corrosin.
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Metales no Ferrosos:Por lo regular tienen menor resistencia a la tensin y dureza que los
metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosin es superior. Su
costo es alto en comparacin a los materiales ferrosos pero con el aumento
de su demanda y las nuevas tcnicas de extraccin y refinamiento se han
logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad
ha crecido notablemente en los ltimos aos. Los principales metales no
ferrosos utilizados en la manufactura son:
Aluminio Cobre Magnesio Nquel Plomo Titanio ZincLos metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos
complementarios de los metales ferrosos, tambin son muy tiles como
materiales puros o aleados de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo,
estao) y el latn (cobre zinc).
Sustancia Inorgnicas formadas por elementos metlico y no metlicos
unidos en forma de xidos, nitruros carburos, silicatos, etc. Incluyendo
minerales de arcilla, cemento y vidrio.
Propiedades de los Cermicos:
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Aplicaciones:
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Son compuestos orgnicos ( basado en carbono , hidrogeno
y otros no metlicos) caracterizado por grandes estructuras
moleculares, teniendo una base monmero que se repite.
Poseen densidades bajas y extraordinaria flexividad.
Propiedades de los Polmeros:
Cdigos de los tipos de plsticos empleados en la fabricacin de
envases:Los plsticos tienen asignado un logotipo (un tringulo con flechas) acompaado delcdigo numrico distinto que ayuda a identificarlo cuando se realiza una separacinmanual.
Son materiales diseados a partir de mas de un tipo de material sin
combinarse para obtener mejores propiedades.
Propiedades de los Materiales Compuestos:
Mg. LUIS R. LARREA [email protected]
Silicona:compuesto de silicio
e hidrgeno
Prtesis de rodilla
Implantes en el corazn:
muelles de Nquel-titanio
En cirugamaxilofacial
Aplicaciones de los Materiales Compuestos:
Son aplicadas en industria aeronutica, Tambin en Construccin de embarcaciones,
fibras de vidrio de uso industrial o aplicadas en cables de fibra ptica para las
telecomunicaciones.
La investigacin espacial nos ha dejado, entre otros beneficios, el desarrollo de
nuevos materiales capaces de funcionar sin fallas en condiciones extremas como
las que se encuentran en el espacio interestelar.
Reto de la ingeniera de materiales
Desarrollar nuevos materiales con propiedades mejoradas (o comparables) y con menos impacto
medioambiental