UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FORMALES

Ciencia e ingeniería de los materiales

DOCENTE:

Ing. ROLARDI VALENCIA BECERRA

TRABAJO #3:

Propiedades de los materiales

ALUMNA:

MARIA ALEJANDRA ZAVALA CABALA

CARRERA:

INGENIERIA INDUSTRIAL

CODIGO:

2011602922

2012

MATERIALES

Elementos básicos, que se transforman en productos terminados a través del uso de la mano

de obra.

DEBEMOS CONOCER

LAS PROPIEDADES

CLASIFICAN

LOS MATERIALES SE

METALES POLIMEROS CERAMICOS Y VIDRIOS

COMPUESTOS SEMICONDUCTORES

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

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FÍSICAS

QUÍMICAS

TECNOLÓGICAS

MECÁNICAS

TERMICAS

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Conductividad térmica y eléctrica

Punto de fusión

Cuerpos y su estado de segregación

Dilatación por calor

Temperatura de fusión y solidificación

Temperatura de ebullición y condensación

Masa peso y densidad

Dureza y elasticidad

Magnéticas

CONDUCTIVIDAD TERMICA Y ELÉCTRICA

Conductividad es la cualidad de conductivo (que tiene virtud de conducir). Se trata de una propiedad física que tienen los cuerpos capaces de transmitir la electricidad o el calor.

CONDUCTORES

AISLADORES

SI

NO

TERMICA

ELECTRICA

Mide la capacidad de conducción de calor, es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que no está en contacto

Capacidad de un medio o espacio físico de conducir la electricidad, vinculada a la facilidad con la que los electrones pueden atravesarlo y resulta inversa a la resistividad.

La loza radiante

EJM.

Electricidad

EJM.

PUNTO DE FUSIÓN

Acción y efecto de fundir o fundirseDerretir y licuar cuerpos sólidos

como metales).

En una sustancia es la temperatura a la que el sólido y la fase liquida están en equilibrio.

Punto de fusión de moléculasDEPENDE

Enlace químico

Polaridad de la molécula

Fuerzas de atracción intermoleculares

CUERPOS Y ESTADO DE SEGREGACION

E. SOLIDO: A bajas temperaturas, materiales son cuerpos de forma compacta y precisa; los átomos se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, soportan fuerzas sin deformación aparente. Calificados duros y resistentes, fuerza de atracción mayor que la repulsión. Presencia de pequeños espacios intermoleculares dando paso a la intervención de las fuerzas de enlace que ubican a las celdillas en una forma geométrica.

ESTADO PLASMATICO: El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes, separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el Sol.

E. LIQUIDO: Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Capacidad de fluir, adaptarse a la forma del recipiente. Aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, menos intensa que en los sólidos.

E. GASEOSO:Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Las moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.

DILATACION POR CALOR

Es un aumento de volumen que experimentan los materiales, ante un aumento de temperatura. Un material calentado aumenta de volumen porque el calor lo dilata.

La dilatación obedece a varias leyes de acuerdo con el estado de la materia: sólido, líquido o gas, ya que los efectos de dilatación no son iguales para los tres estados físicos.

DILATACION

Dilatación de los sólidos: Para el hielo a los 0ºC, otros alcanzan el punto de fusión a los 3500ºC. Tiene efecto en: longitud, ancho y grosor. Los sólidos, de estructura homogénea, se dilatan uniformemente.

Coeficiente de dilatación lineal: Varía en los sólidos en función de la temperatura. El aumento por el cual la unidad de longitud de una sustancia se dilata cuando su temperatura aumenta en un grado.

Descenso del coeficiente de dilatación: Algunas aleaciones están preparadas de modo que su estructura permanece inalterable en tamaño o medida en presencia de temperaturas fluctuantes. Estos mecanismos deben mantener una función inalterable en márgenes de temperatura.

Dilatación cúbica: La dilatación de los sólidos en todas direcciones se denomina dilatación cúbica.

Dilatación de líquidos: En general la dilatación de los líquidos es superior a la de los sólidos, ya que las fuerzas de cohesión molecular son menores.

Coeficiente de expansión: La dilatación de los líquidos por el calor se utiliza para medir la temperatura.

Dilatación del agua: El agua es un líquido que se dilata de forma más irregular. Se contrae cuando aumenta su temperatura

Dilatación de gases: Cuando mayor es el aumento de temperatura que experimenta un gas, tanto mayor es el volumen que tiende a ocupar.

TEMPERATURA DE FUSION Y SOLIDIFICACIÓN

Son procesos contrarios en el cambio de estado sólido a líquido. Se produce a una temperatura determinada para cada sustancia y su valor varia muy poco con la presión.

TEMPERATURA DE FUSION SOLIDIFICACION

Es la temperatura a la cual encontramos el equilibrio de fases sólido - líquido, es decir la materia pasa de estado sólido a estado líquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. El punto de fusión es una propiedad intensiva.

Proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido producido por una disminución en la temperatura. Es el proceso inverso a la fusión.

TEMPERATURA DE EBULLICION CONDENSACION

Proceso físico en el que la materia pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Este proceso es muy distinto a la evaporación, que es paulatino y para el que, en altitudes superiores, la presión atmosférica media disminuye, por lo que el líquido necesita temperaturas menores para entrar en ebullición.

Cambio de fase de la materia que se encuentra en forma gaseosa y pasa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa o deposición. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

TEMPERATURA DE EBULLICION Y CONDENSACION

La temperatura de ebullición es aquella a la cual la presión de vapor del líquido es igual a la presión externa. En este punto, el vapor no solamente proviene de la superficie sino que también se forma en el interior del líquido produciendo burbujas y turbulencia que es característica de la ebullición. La temperatura de ebullición permanece constante hasta que todo el líquido se haya evaporado.

MASA PESO Y DENSIDAD

MASA

PESO

DENSIDAD

intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso.

Es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, originado por la aceleración de la gravedad, cuando esta actúa sobre la masa del cuerpo. Al ser una fuerza, el peso es en sí mismo una cantidad vectorial, de modo que está caracterizado por su magnitud y dirección, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

MASA PESO

son dos conceptos y magnitudes físicas bien diferenciadas, aunque aún en estos momentos, en el habla cotidiana, el término "peso" se utiliza a menudo erróneamente como sinónimo de masa, la cual es una magnitud escalar.

La masa de un cuerpo es una propiedad intrínseca del mismo, la cantidad de materia, independiente de la intensidad del campo gravitatorio y de cualquier otro efecto

El peso de un cuerpo, en cambio, no es una propiedad intrínseca del mismo, ya que depende de la intensidad del campo gravitatorio en el lugar del espacio ocupado por el cuerpo

DUREZA Y ELASTICIDAD

ELASTICIDAD

DUREZA

Es la oposición que ofrecen los materiales a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse

Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. El cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. El sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

DUREZA

Dureza se mide utilizando un durómetro para el ensayo de penetración. Dependiendo del tipo de punta empleada y del rango de cargas aplicadas, existen diferentes escalas, adecuadas para distintos rangos de dureza.

DUREZA BRINELL

DUREZA KNOOP

DUREZA ROCKWELL

ROCKWELL SUPERFICIAL

DUREZA ROSIWAL

DUREZA SHORE

DUREZA VICKERS

DUREZA WEBSTER

MAGNETITAS

Mineral de hierro constituido por óxido ferroso - di férrico que debe su nombre de la ciudad griega de Magnesia. Su fuerte magnetismo se debe a un fenómeno de ferromagnetismo

Los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran fuertemente acoplados, por interacciones antiferromagnéticas, pero de forma que en cada celda unidad resulta un momento magnético no compensado. La suma de estos momentos magnéticos no compensados, fuertemente acoplados entre sí, es la responsable de que la magnetita sea un imán.

PROPIEDADES

Es característico que este material tenga propiedades magnéticas en su estado puro.

APLICACIONESComo mineral: mineral con más contenido en hierro.En seres vivos: usada por animales para orientarse en el campo magnético de la tierra.Como material de construcción: se usa como añadido natural de alta densidad en hormigones.En calderas industriales: estable a altas

temperaturas, temperaturas bajas se forme óxido férrico.

ASPECTO

Se presenta en masas granuladas, granos sueltos o arenas de color pardo oscuro. También puede estar en forma de cristales octaédricos.

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Mezclas y combinaciones químicas

Combinaciones con el oxigeno

Enlace covalente

Enlace metálico

MEZCLAS Y COMBINACIONES QUIMICAS

MEZCLA COMBINACION

Es una combinación de dos o más sustancias en la cual no ocurre transformación de tipo químico, de modo que las sustancias conservan su identidad y propiedades

Mezcla de 2 o más compuestos, y se identifican por medio de reacciones químicas, estas combinaciones químicas están regidas por una serie de leyes

TIPOS

Mezcla heterogénea: Es aquella cuyo aspecto diferencia una parte de otra, está formada por dos o más componentes que se distinguen a simple vista y contiene cantidades diferentes de los componentes.

Mezclas homogéneas: Son mezclas que tienen el mismo aspecto y las mismas propiedades (una apariencia uniforme), de composición completa. Comúnmente llamadas disoluciones. Las partículas de estas son tan pequeñas que no es posible distinguirlas visualmente.

TIPOS:Sólido – sólido // Líquido – sólido // Líquido – líquido // Gas – líquido // Gas – gas

LEYES

Ley de la conservación de la materia: la materia que entra es igual a la que sale.

Ley de las proporciones definidas: se usa 2 tipos de compuestos dando el mismo como resultado.

Ley de las proporciones múltiples: se usan 2 tipos de compuestos da como resultado infinidad de compuestos

Ley proporciones reciprocas: es la del peso equivalente

COMBINACIONES CON EL OXIGENO

OXIGENO

Se encuentra libre en la atmósfera en forma de O2, el cual constituye la quinta parte de su peso y en las altas capas de la atmósfera como O3. Combinado se lo encuentra formando H2O que cubre las 3/4 partes de la superficie terrestre y el mismo constituye 8/9 de su peso

OXIDOS

AZUCARALCOHOL

OXACIDOS

C. ORGANICOSCELULOSA

S. OXIGENADAS

ENLACE COVALENTE

Son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos tienen muchos electrones en electrones de valencia y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

aturas de fusión y ebullición bajas

En condiciones normales de presión y temperatura

pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

Son blandos en estado sólido.

Son aislantes de corriente eléctrica

y calor

Las moléculas polares son solubles en disolventes

polares y las apolares en disolventes apolares

ENLACE METALICO

Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas

Se trata de redes tridimensionales, adquieren la estructura de empaquetamiento compacto de esferas. Cada átomo metálico está rodeado por otros doce átomos (seis en el mismo plano, tres por encima y tres por debajo)

PROPIEDADES

Suelen ser sólidos a temperatura

ambiente, excepto el mercurio

Conductividades térmicas y

eléctricas son muy elevadas

Presentan brillo metálico

Son dúctiles y maleables

Pueden emitir electrones cuando reciben energía en

forma de calor

Átomos tienen pocos electrones

en su última capa, por lo general 1, 2

ó 3.

Se elaboro modelo de la

nube o del mar de electrones

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Culpabilidad

Maleabilidad

Ductilidad

Mecanizabilidad

Soldabilidad

Templabilidad

COLABILIDAD

Propiedad que tiene relación con la fluidez que adquiere un material una vez alcanzada la temperatura de fusión.

Tiene gran importancia en procesos de fundición, en los cuales a través del vertido de metal fundido sobre un molde hueco, por lo general hecho de arena, se obtienen piezas metálicas.

Para que un material logre una fluidez adecuada para que el proceso de fundición se lleve con éxito, es necesario que la temperatura de colada sobrepase unos 110º, para evitar problemas de endurecimiento precoz del material.

Existen diversos métodos de fundición como la colada centrífuga, la cual permite fundir objetos de forma circular, o la fundición inversa, especial para la fabricación de piezas fundidas ornamentales.

Además de la fundición, existen otros procesos que han ido sustituyendo a la fundición como el laminado, el mecanizado, la extrusión, la forja y el fundido a presión.

MALEABILIDAD

Propiedad de un material sólido de adquirir una deformación metálica

Compresión sin fracturarse, favorece la obtención de delgadas láminas de materialMEDIANTE LA

El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una diezmilésima de milímetro de espesor. También presentan esta característica otros metales como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.[

DUCTABILIDAD

Propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse

OBTENIENDO

Alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

No debe confundirse dúctil con blando, ya que la ductilidad es una propiedad que como tal se manifiesta una vez que el material está soportando una fuerza considerable; esto es, mientras la carga sea pequeña, la deformación también lo será, pero alcanzado cierto punto el material cede, deformándose en mucha mayor medida de lo que lo había hecho hasta entonces pero sin llegar a romperse.

Son aptos para

los métodos de

fabricación por

deformación

plástica.

Sufren primero una acusada deformación, conservando aún una cierta reserva de resistencia.

VENTAJAS

VENTAJAS

La ductilidad de un metal se valora de forma indirecta a través de la resiliencia.

Los metales para formar alambres o hilos de diferentes grosores.

MECANIZABILIDAD

Facilidad o dificultad con la que un metal puede mecanizarse, se emplean como medidas la energía o la potencia especificas, o bien la tensión cortante, cuando mayores sean esas magnitudes más difícil es mecanizar el material, se requerirán fuerzas mayores y velocidades menores, tener en cuenta el material.

Definida por la velocidad de corte relativa para una duración de herramienta dada al cortar cierto material, en comparación con un material patrón cortado con una herramienta del mismo material.

Facilidad de remoción de la viruta, la calidad del acabado superficial en la propia pieza, la estabilidad dimensional del proceso, o el costo de eliminar un volumen de metal dado.

MATERIALES MECANIZABLES

PLASTICOS TÉCNICOS Materiales derivados del petróleo o de aleaciones entre ellos, por procesos químicos consiguen características técnicas determinadas.

POLICARBONATOS Materiales homologados por industria, para protecciones de maquinaria. altamente flexible no provoca astillas al romper.

BRONCESBarras macizas y huecas, de todas las medidas y aleaciones

COBRES Cobres para electroerosión suministrable en barra laminada, redondo, cuadrado, para soldadura eléctrica, piezas sobre plano y moldeadas.

ALUMINIOS Aluminios fundidos y moldeadosAluminios laminadosBarras calibradas, redondos, placas, hexagonales.Todo tipo de aleaciones

CAUCHOS Productos sintéticos o naturales su gran variedad de calidades son utilizados en cualquier industria, siendo una de sus características la flexibilidad.

.

POLIURETANOS Elastómeros termoplásticos característica técnica es la deformación y recuperación, mediante la aplicación sobre ellas de temperatura

VULCANIZADOS Recubrimientos efectuados sobre piezas de cualquier tipo de cauchos, poliuretanos o derivados de estos, se pueden realizar tanto en frio como en caliente.

MECANIZADOS fabricación de cualquier tipo de pieza, tanto plástica como metálica, sobre plano.

SOLDABILIDAD

En ingeniería, procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin al aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

La mayor parte de procesos de soldadura se pueden separar en dos categorías

Soldadura por presión: que se realiza sin la aportación de otro material mediante la aplicación de la presión suficiente y normalmente ayudada con calor

Soldadura por fusión: realizada mediante la aplicación de calor a las superficies, que se funden en la zona de contacto, con o sin aportación de otro metal

En cuanto a la utilización de metal de aportación se distingue entre:

Soldadura ordinaria o de aleación: se lleva a cabo añadiendo un metal de aportación, se funde y adhiere a las piezas base, éstas no participan por fusión en la soldadura.

Soldadura autógena: Se realiza sin añadir ningún material.

Soldadura blanda: se utiliza metales de aportación cuyo punto de fusión es inferior a los 450 ºC metales de aportación plomo y estaño y bismuto

Soldadura dura: se utiliza metales de aportación cuyo punto de fusión es superior a los 450 ºC, se emplean aleaciones de plata, cobre y cinc (soldadura de plata) o de cobre y cinc (latón soldadura).

SOLDABILIDAD

Soldadura ordinaria o de aleación: Método utilizado para unir metales con aleaciones metálicas que se funden a temperaturas relativamente bajas. Se suele diferencian

Soldadura por fusión: Agrupa muchos procedimientos de soldadura en los que tiene lugar una fusión entre los metales a unir, con o sin la aportación de un metal, por lo general sin aplicar presión y a temperaturas superiores a las que se trabaja en las soldaduras ordinarias.

La soldadura por gas o con soplete: utiliza el calor de la combustión de un gas o una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal de aportación, la ventaja de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente eléctrica. Se distingue entre soldadura oxiacetilénica (oxígeno / acetileno) y oxhídrica (oxígeno / hidrógeno), entre otras.

Soldadura por arco: más utilizados, para soldar acero, requieren corriente eléctrica, para crear un arco eléctrico entre uno o varios electrodos aplicados a la pieza, genera el calor suficiente para fundir el metal y crear la unión, produce menos distorsión en la unión.

Soldadura por arco con electrodo recubierto: El intenso calor del arco funde las dos partes a unir y la punta del electrodo, que constituye el metal de aportación.

Soldadura por arco con protección gaseosa : Es la que utiliza un gas para proteger la fusión del aire de la atmósfera.

Soldadura por arco con fundente en polvo: usa un baño de material fundente en polvo donde se sumergen las piezas a soldar

Soldadura aluminotermia: Se emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de hierro y acero, y es el método utilizado para soldar los raíles o rieles de los trenes.

Soldadura por presión: Agrupa procesos en los que se aplica presión sin aportación de metales, son soldadura por resistencia, soldadura por fragua, la soldadura por fricción y soldadura por ultrasonidos.

TEMPLABILIDAD

Proceso de baja temperatura en el tratamiento térmico del material, especialmente el acero. Se obtiene el equilibrio

deseado entre la dureza y la tenacidad del producto final

Se calientan a una temperatura elevada, pero bajo el punto de fusión del material.

Luego se enfrían rápidamente en aceite o en agua para lograr un material más duro, con menos estrés interno, pero más frágil.

Para reducir la fragilidad, el material pasa por un recocido que aumenta la tenacidad y disminuye su durezaEquilibrio entre dureza y

tenacidad, controlar la temperatura de recalentamiento y la duración de este

La templabilidad no es sinónimo de dureza, la dureza se puede obtener en función del contenido de carbono

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Capacidad calorífica

Dilatación térmica

Conductividad

Choque térmico

PROPIEDADES TERMICAS

El manejo térmico se ha convertido en un factor importante en materiales de empaques electrónicos

Es de utilidad para la comprensión de la falla mecánica de materiales como los cerámicos, barreras térmicas y fibras, cuando cambia la temperatura.

Procesos de diseño en materiales que deben ser calentados, o selección para rápida transferencia de calor, como los dispositivos electrónicos basados en semiconductores.

PROPIEDADES TERMICAS

En materiales metálicos, los electrones transfieren el calor.

En otras aplicaciones, como recubrimientos para barreras térmicas o losas de transbordador espacial lo que se desea es minimizar la transferencia del calor a través del material.

En los cerámicos, la conducción del calor comprende a los fonones

Capacidad de calor y calor especifico El comportamiento óptico

Forma en que se producen e interactúan los fotones del

material.

DEPENDE

EL FOTÓNEs tratado

COMO

Una partícula CON

ENERGIA ESPECÍFICA

Una Radiación electromagnética CON

UNA LONGITUD DE ONDA Y FRECUENCIA

Cuando se aporta calorÁtomos aumentan su energía térmica y vibran con amplitud y frecuencia especifica

La vibración de cada uno de los átomos se transfiere a átomos circundantes

PRODUCEN ONDA ELÁSTICA (FONÓN)

La energía requerida para cambiar un grado en la

temperatura del material

CAPACIDAD DE CALOR O CALOR ESPECÍFICO

ES LATiene muy poco efecto los cambios

de densidad, dislocaciones, el

tamaño del grano y las vacancias.

El factor importante es la vibración de la red cristalina o fonones

DILATACION TERMICA

Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.

El coeficiente de dilatación lineal, para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura.

El coeficiente de dilatación volumétrico, se mide experimentalmente comparando el valor del volumen total de un cuerpo antes y después de cierto cambio de temperatura

Cuando un área o superficie se dilata, lo hace incrementando sus dimensiones en la misma proporción, La dilatación de área se diferencia de la dilatación lineal porque implica un incremento de área.

En un sólido las moléculas tienen una posición razonablemente fija dentro de él. Cada átomo de la red cristalina vibra sometido a una fuerza asociada a un pozo de potencial, la amplitud del movimiento dependerá de la energía total de átomo o molécula.

Al absorber calor, la energía cinética promedio de las moléculas aumenta y con ella la amplitud media del movimiento vibracional). El efecto combinado de este incremento es lo que da el aumento de volumen del cuerpo. En los gases es diferente.

CONDUCTIVIDAD

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor, es la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que no está en contacto

Su magnitud inversa es la resistividad térmica, es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor, valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos.

Es elevada en metales y en cuerpos continuos, baja en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que son aislantes térmicos.

En algunos procesos industriales se busca maximizar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad, bien configuraciones con una gran área de contacto, o ambas cosas.

En otros casos el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios, se disponen en configuraciones con poco área de contacto

CHOQUE TERMICO

Rompimiento por cambio drástico de temperatura, se quiebra al someterse a aumento o descenso de temperatura. Vidrio o cerámica vulnerables por bajo nivel de tenacidad, baja conductividad T. y alto coeficiente de expansión térmica, diferentes partes de un objeto se expanden más que otras, objeto no suficientemente fuerte y se quiebra.

La cerámica y los vidrios de borosílice, como el pyrex, hechos para resistir un colapso térmico mejor que otros materiales, por su combinación de un coeficiente de expansión bajo y una alta dureza. En el caso de la cerámica, se cuenta con un coeficiente de expansión negativo.

El carbono reforzado es extremadamente resistente a un colapso térmico debido a la tan elevada conductividad térmica del grafito, a su bajo coeficiente de expansión y a la dureza de la fibra de carbono.

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Resistencia

Elasticidad y plasticidad

Fragilidad y tenacidad

Dureza

PROPIEDADES MECANICAS

Dependen de la composición y micro estructura de los materiales

La composición, naturaleza de los enlaces, estructura cristalina y defectos, influyen sobre la resistencia y ductilidad de los materiales metálicos.

Las temperaturas bajas contribuyen a la fragilidad del plástico.

RESISTENCIA

Capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Establece relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

La hipótesis cinemática establece cómo serán las deformaciones o el campo de desplazamientos para un determinado tipo de elementos bajo cierto tipo de solicitudes. Para piezas prismáticas las hipótesis más comunes son la hipótesis de Bernouilli-Navier para la flexión y la hipótesis de Saint-Venant para la torsión.

La ecuación constitutiva que establece una relación entre las deformaciones o desplazamientos deducibles de la hipótesis cinemática y las tensiones asociadas. Estas ecuaciones son casos particulares de las ecuaciones de Lamé-Hooke.

Las ecuaciones de equivalencia son ecuaciones en forma de integral que relacionan las tensiones con los esfuerzos internos.

Las ecuaciones de equilibrio relacionan los esfuerzos internos con las fuerzas exteriores.

ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD

Elasticidad: Propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo

Plasticidad:material, biológico o de otro tipo, de deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico.En los metales la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.

La teoría de elasticidad se encarga de determinar las tensiones y deformaciones en un sólido perfectamente elástico

La teoría de plasticidad se encarga de determinar las tensiones y deformaciones en un sólido deformado después de que parte del sólido o la totalidad de él se ha endurecido

FRAGILIDAD Y TENACIDAD

La tenacidad puede estar relacionada con la fragilidad según el módulo de elasticidad, pero en principio un material puede ser tenaz y poco frágil (como ciertos aceros) y puede ser frágil y nada tenaz (como el barro cocido).

La fragilidad se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.

La rotura frágil tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil

La tenacidad es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones. En mineralogía la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido, siendo una medida de su cohesión.

DUREZA

Es una medida de la resistencia de un material a la deformación permanente (plástica) en su superficie, o sea la resistencia que opone un material a ser rayado o penetrado.

La dureza de una material se mide de varias formas dentro de las cuales se pueden destacar las durezas “mecánicas” y la dureza de Mohs.

En las durezas mecánicas se utiliza un penetrador sobre la superficie del material. Sobre este penetrador se ejerce una carga conocida presionando el penetrador a 90° de la superficie del material de ensayo

El penetrador tiene diferentes formas y deja una huella que queda impresa en el material. Se utilizan diferentes fórmulas para determinar el valor de la dureza.

DUREZA

DUREZA BRINELL: El indentador es una bola de carburo de tungsteno o de acero endurecido. Este indentador se presiona sobre la superficie del material a medir durante un tiempo, bajo una carga, la indentación circular se mide en dos direcciones mutuamente perpendiculares, sacando el promedio de las dos medidas.

DUREZA VICKERS: El indentador es una pirámide de base cuadrada con un ángulo de 136° hecho de diamante, se diseñó con el fin de superar los problemas que se presentan con el indentador esférico. Esta dureza es también función de la carga y el tamaño de la impresión resultante en el material que se está probando

DUREZA KNOOP: Cuando se requiere hallar la dureza de pequeñas láminas se realiza preferiblemente el test de Knoop pues bajo la misma carga que la de Vickers su indentador de forma piramidal rómbica de diamante, penetra menos que el cuadrado del test de Vickers.

DUREZA ROCKWELL: Se diferencia de los otros en que para Rockwell la profundidad de la impresión está relacionada con la dureza más que el diámetro o las diagonales de la impresión. Esto agiliza la medida porque la máquina que mide la dureza Rockwell está diseñada para grabar la profundidad de penetración del indentador.

DUREZA DE MOHS: Se calcula mediante una serie relativa de minerales donde cada miembro es más duro que los que están detrás de él en la escala y más blando que los que están delante.