unidad 1 fundamentos de materiales (1)

8/16/2019 Unidad 1 Fundamentos de Materiales (1)

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CIENCIA DE

MATERIALES I

Ing. Daniela Cruz.


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Ingenieros de todas las ramas emplean

diferentes tipos de materiales en

diferentes ámbitos: desde aplicaciones

domésticas, manufactura de todo tipo,

diseño de productos, construcción y

estructuras metálicas, desarrollo de

nuevos materiales, etc.


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Tipos de materiales

Existe una clasicación general:Cada uno de estos

grupos tienenestructuras ypropiedades

característicasdistintas comparadas

con otro grupo!.

Metales

Cer"micos

#olímeros

Semiconductores

Materialescompuestos


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METALES $ S%S

ALEACI&NES luminio cero !agnesio "inc #ierro #ierro

fundido $itanio %obre &'(uel

Ejemplos: Características:

)uena conductividad

térmica y eléctrica. lta rigide*. lta ductilidad. lta resistencia al

impacto. +as aleaciones logran

meorar algunaspropiedades de losmetales puros.


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METALES $ S%S

ALEACI&NES Algunas aplicaciones:


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CER'MIC&S

+adrillo

-idrio orcelana /efractario

s 0altos

1ornos2.


)aa conductividad térmicay eléctrica.

3on buenos aislantes. lta dure*a 0frágiles,

(uebradi*os2. )aa resistencia al impacto. Existe nuevos métodos de

fabricación de cerámicos,meorando su resistencia ala fractura.


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CER'MIC&S Algunas aplicaciones:


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#&L(MER&S

#ule lásticos

en general d1esivos


)aa conductividad

térmica y eléctrica. &o resisten altas

temperaturas. yudan a reducir el

impacto. lgunos tienen buena

ductilidad0termoplásticos2.


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Algunas aplicaciones:

#&L(MER&S


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SEMIC&ND%CT&RES

3ilicio,4ermanio,

otros0materialesdopados2.

$ransistoreselectrónicos.

5iodos %ircuitos

integrados. plicaciones de

bra óptica.


3on frágiles.

3u conductividadeléctrica puedecontrolarse para serusados en dispositivos

electrónicos. ueden convertir las

señales eléctricas enlu*.


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SEMIC&ND%CT&RES Algunas aplicaciones:

1ttps:66777.fayer7ayer.com68969;6los


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MATERIALES

C&M#%EST&S %oncreto

!aderacontrac1apada =ibra de vidrio. =ibra de

carbono 0muy

usada en elcampoaeroespacial2.


3e forman a partir de 8 omás materiales.

3e obtienen propiedadesparticulares 0ning>n materialinicial tiene de maneraindividual2.

ueden resultar livianos, conalta resistencia, d>ctiles,termoresistentes,1erramientas de corte durasy resistentes al impacto.


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Algunas aplicaciones:

1ttp:66777.plastico.com6temas6+as


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RELACI*N ESTR%CT%RA +

#RIEDADES , #R&CESAMIENT&

3CE+&5, 5., %iencia e Ingenier'a de !ateriales, 8 ed.1ttp:66oc7.unican.es6ensenan*as<tecnicas6ciencia


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MEC'NICAS-

%aracter'sticas (ue describen aun material u obeto, deben ser

medibles cuantitativa ocualitativamente#RIEDAD

ES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

&#RIEDADES-

(SICAS-


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MEC'NICAS-


medibles cuantitativa ocualitativamente

5escriben la forma en (ue el material responde a: unafuer*a aplicada 0resistencia, rigide* y ductilidad2, a ungolpe repentino e intenso 0impacto2, a la aplicación decargas c'clicas en el tiempo 0fatiga2, expuesto a altastemperaturas 0termoDuencia2 o sueto a condicionesabrasivas 0desgaste2.

#RIEDADES-

#RIEDAD

ES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

&


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#RIEDADES , #R&CESAMIENTRIEDADES-

(SICAS-


medibles cuantitativa ocualitativamente

%omportamiento eléctrico, magnético, óptico, térmico,elástico y (u'mico dependen tanto de la estructura

como del procesamiento de un material.

!in>sculas modicaciones de la estructura causan

cambios profundos en la conductividad eléctrica.

#RIEDAD

ES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

&


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ESTR%CT%RA-

3e puede considerar endiferentes niveles:• +a disposición de los

electrones (ue rodean al

n>cleo del átomo afecta elcomportamiento eléctrico,magnético, térmico y óptico.+a conguración electrónicainDuye en el tipo de enlaceposible.

#RIEDAD

ES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

&

•

+a disposición o arreglo de losátomos estructura cristalinay v'trea o amorfa.

• Estructura granular granos.3u tamaño y forma inDuyen en

el comportamiento delmaterial.


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#RIEDAD

ES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

& #R&CESAMIENT&-

roduce la forma deseada

a partir de un material enbruto < sin forma.

En parte el tipo de procesamiento depende de laspropiedades de la estructura del material.


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#RIEDADES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

& #R&CESAMIENT&-

Metales-

-ertiendo metal l'(uido en un molde: fundición, niendo pie*as: diferentes tipos de soldaduraF mediantealta presión: fora, trelado, extrusión, laminado,doblado,

%ompactando pe(ueñas part'culas de polvo metálico enuna masa sólida: metalurgia de polvos,

Eliminando material excedente: ma(uinado.




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#RIEDADES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

& #R&CESAMIENT&-

Cer"micos-

ueden conformarse por: colado, formado, extrusión ocompactación, seguido por un tratamiento térmico a altastemperaturas.




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#RIEDADES

ESTR%CT%R

A

#R&CESAMIENT

& #R&CESAMIENT&-

#&L(MER&S-

3e producen mediante inyección de plástico blando enmoldes: extrusión y conformado.




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EECT&S AM/IENTALES S&/RE ELC&M#&RTAMIENT& DE L&S

MATERIALES+a temperatura y la corrosión 0entre otros factoresambientales2 pueden modicar la relación estructura<propiedades


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EECT&S AM/IENTALES S&/RE ELC&M#&RTAMIENT& DE L&S

MATERIALES

l incrementarse la temperatura, normalmente se reduce la resistenciade un material. +os pol'meros son adecuados a baas temperaturas.lgunos compuestos, incluyendo las cerámicas y aleaciones especiales,tienen excelentes propiedades a altas temperaturas. sGeland, 5.


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EN RES%MEN

H+a selección de un material (ue tenga las

propiedades necesarias y el potencial para ser

fabricado y convertido, de manera económica y

con seguridad, en un producto >til es un proceso

complicado, (ue involucra el conocimiento de la

relación estrutura

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