TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DEL ORIENTE DEL ESTADO DE MÉXICO.

CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL

ASIGNATURAPROPIEDAD DE LOS MATERIALES.

EQUIPO 5

Integrantes: Chávez Gallardo Marco AnibalMarcial Lázaro HumbertoPegueros Garatachia EricSegura Rivera Miguel ÁngelZamudio Castro Fernando

Trabajo: Trabajo de casa 1 “Clasificación de los Materiales”

Grupo: 2I11

Fecha de entrega: Jueves 3 de Septiembre de 2015

CALIFICACIÓN: _________

INTRODUCCIÓN:

Indicaciones dadas por la profesora: Realizar una investigación acerca de la Clasificación de los Materiales según Askeland, Callister y algún otro autor, respetando los parámetros establecidos en el encuadre de la asignatura.

Dentro del presente trabajo estudiaremos las diferentes clasificaciones de los materiales según algunos autores, tales como: Askeland, Smith y Callister, llegando a comparar el trabajo de cada uno de ellos. Así mismo, trataremos de comprender la importancia de cada una de estas clasificaciones para nosotros como futuros Ingenieros.

DESARROLLO:

Clasificación de los Materiales.

Donald R. Askeland

Clasificamos los materiales en varios grupos principales: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores y compuestos. El comportamiento de los materiales de cada uno de estos grupos queda definido por su estructura. La estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza de los enlaces atómicos, la cual ayuda a fijar las propiedades mecánicas y físicas de un material dado.

Metales: los metales y sus aleaciones, incluyendo acero, aluminio, magnesio, zinc, hierro fundido, titanio, cobre y níquel, generalmente tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, una resistencia relativamente alta, una alta rigidez, ductilidad o conformabilidad y resistencia al impacto.

Cerámicos: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos tienen baja conductividad eléctrica, y a menudo son utilizados como aislantes. Los cerámicos son fuertes y duros, aunque también muy frágiles o quebradizos.

Polímeros: producidos mediante un proceso conocido como polimerización, es decir, creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas, los polímeros incluyen el hule, los plásticos y muchos tipos de adhesivos. Los polímeros

tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son adecuados para utilizarse a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los cuales las largas cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductilidad y conformabilidad; los polímeros termoestables son más resistentes, aunque más frágiles porque las cadenas moleculares están fuertemente enlazadas.

Semiconductores: aunque el silicio, el germanio y una variedad de compuestos como el GaAs son muy frágiles, resultan esenciales para aplicaciones electrónicas, de computadoras y de comunicaciones. La conductividad eléctrica de estos materiales puede controlarse para su uso en dispositivos como transistores, diodos y circuitos integrados. La información hoy día se transmite por luz a través de sistemas de fibras ópticas; los semiconductores, que convierten las señales eléctricas en luz y viceversa son componentes esenciales de estos sistemas.

Materiales compuestos: se forman a partir de dos o más materiales, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de manera individual. El concreto, la madera contrachapada y la fibra de vidrio son ejemplos típicos – aunque algo burdos – de materiales compuestos. Con materiales compuestos podemos producir materiales ligeros, fuertes, dúctiles, resistentes a altas temperaturas, o bien, podemos producir herramientas de cortes duras y a la vez resistentes al impacto.

Clasificación de los Materiales.

William D. Callister

Los materiales solidos se clasifican en tres grupos: metales, cerámicas y polímeros. Este esquema se basa en la composición química y en la estructura atómica. Por lo general, la mayoría de los materiales encajan en un grupo u otro, aunque hay materiales intermedios. Además, existen otros dos grupos de importantes materiales técnicos: materiales compuestos (composite) y semiconductores.

Metales: normalmente los materiales metálicos son combinaciones de elementos metálicos. Tienen gran número de electrones deslocalizados, que no pertenecen a ningún átomo en concreto. Los metales conducen perfectamente el calor y la electricidad y son opacos a la luz visible; la superficie metálica pulida tiene apariencia lustrosa. Además, los metales son resistentes, aunque deformables.

Cerámicas: los compuestos químicos constituidos por metales y no metales (óxidos, nitruros y carburos) pertenecen al grupo de las cerámicas, que incluye minerales de arcilla, cemento y vidrio. Por lo general se trata de materiales que son aislantes eléctricos y que a elevada temperatura y en ambientes agresivos son más resistentes que los metales y los polímeros.

Polímeros: los polímeros comprenden materiales que van desde los familiares plásticos al caucho. Se trata de compuestos orgánicos, basados en el carbono, hidrogeno y otros elementos no metálicos, caracterizados por la gran longitud de las estructuras moleculares. Los polímeros poseen densidades bajas y extraordinaria flexibilidad.

Materiales compuestos: se han diseñado materiales compuestos formados por más de un tipo de material. La fibra de vidrio, que es vidrio en forma filamentosa embebido dentro de un material polimérico, es un ejemplo familiar. Los materiales compuestos están diseñados para alcanzar la mejor combinación de las características de cada componente. La fibra de vidrio es mecánicamente resistente debido al vidrio, y flexible debido al polímero.

Semiconductores: tienen propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los aislantes eléctricos. Los semiconductores posibilitan la fabricación de los circuitos integrados que han revolucionado, en las últimas décadas, las industrias electrónicas y de ordenadores.

Clasificación de los Materiales.

William F. Smith

Por comodidad, la mayoría de los materiales utilizados en ingeniería se dividen en tres grupos principales: materiales metálicos, poliméricos y cerámicos. Además de estos tres grupos, se toman en cuenta dos tipos más, los materiales compuestos y los materiales electrónicos, dada su gran importancia en la ingeniería.

Materiales metálicos: estos materiales son sustancias inorgánicas compuestas por uno o más elementos metálicos y pueden contener algunos elementos no metálicos. Tienen una estructura cristalina en la que los átomos están dispuestos de manera ordenada. En general, los metales son buenos conductores térmicos y eléctricos. Muchos metales son relativamente resistentes y dúctiles a la temperatura ambiente y presentan alta resistencia, incluso a altas temperaturas.

Ya sea en aleación o puros, los metales se emplean en numerosas industrias; entre otras, la aeronáutica, la biomédica, de los semiconductores, electrónica, energética, de estructuras civiles y del transporte.

Materiales poliméricos: La mayoría de los materiales poliméricos consta de largas cadenas o redes moleculares que frecuentemente se basan en compuestos orgánicos (precursores que contienen carbono). Desde el punto de vista estructural, la mayoría de los materiales poliméricos no son cristalinos, pero algunos constan de mezclas de regiones cristalinas y no cristalinas. Dada la naturaleza de su estructura interna, la mayoría de los materiales poliméricos son malos conductores de electricidad. Algunos de estos materiales son buenos aislantes eléctricos. En general, los materiales poliméricos tienen bajas densidades y temperaturas de ablandamiento o de descomposición relativamente bajas.

Materiales cerámicos: Son materiales inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos enlazados químicamente entre sí. Los materiales cerámicos pueden ser cristalinos, no cristalinos o mezclas de ambos. La mayoría de los materiales cerámicos tienen una gran dureza y resistencia a las altas temperaturas pero tienden a ser frágiles (con poca o nula deformación antes de la fractura). Destacan entre las ventajas de los materiales cerámicos para aplicaciones industriales su peso ligero, gran resistencia y dureza, buena resistencia al calor y al desgaste, poca fricción y propiedades aislantes.

Materiales compuestos: Un material compuesto puede definirse como dos o más materiales (fases o constituyentes) integrados para formar un material nuevo. Los constituyentes conservan sus propiedades y el nuevo compuesto tendrá propiedades distintas a la de cada uno de ellos. La mayoría de los materiales compuestos están formados por un material específico de relleno que a su vez sirve de refuerzo, y una resina aglomerante con objeto de lograr las características y propiedades deseadas. Los componentes no suelen disolverse entre sí y pueden identificarse físicamente gracias a la interfaz que existe entre ellos.

Materiales electrónicos: Los materiales electrónicos no son importantes por su volumen de producción, pero si lo son extremadamente por su avanzada tecnología. El material electrónico más importante es el silicio puro, al que se modifica de distintos modos para cambiar sus características eléctricas. Muchísimos circuitos electrónicos complejos se pueden miniaturizar en un chip de silicio de aproximadamente 3/4 de pulg2.

CONCLUSION:

En base a nuestra investigación podemos decir que los 3 autores manejan las mismas categorías al momento de clasificar los distintos elementos. Tal pareciera que con los dos primeros autores la estructura es muy similar en cuanto a la clasificación, pero el libro de Callister, hace mayor referencia a los usos en ingeniería, anexando las categorías de conductores y semiconductores. De esta misma forma el libro de William F. Smith se inclina principalmente al enfoque de la ingeniería y maneja las dos subcategorías como la de materiales compuestos y materiales electrónicos.

Así mismo, nos hemos dado una idea de los usos que tienen los distintos materiales, su clasificación y sus propiedades dentro de nuestra vida cotidiana, ya que no se centran únicamente en el campo de la Ingeniería.

BibliografíaAskeland, D. R. (1998). The Science and Engineering of Materials, 3rd Ed. Missouri: International

Thomson Editores.

Callister, W. D. (s.f.). Materials Science and Engineering an Introduction. Utah: Reverté S.A.

Smith, W. F. (s.f.). Fundamentos de la Ciencia e Ingenieria de los Materiales. España: McGraw Hill.