Artículo sobre la utilización del cobre para ser usado como material

ESTUDIO DE PROPIEDADES MECANICAS DE ALEACIONES DE COBRE, EVALUANDO SU USO COMO UN MATERIAL

Ricardo Jazil Cancino Cedeño

1: Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. División Académica de Ciencias Básicas.          Cunduacán, Tabasco.

*Contanto:Rjjazil@gmail.com

RESUMEN

Debido a la incertidumbre acerca del uso correcto de un material como el cobre decidí realizar un estudio detallado acerca de las propiedades mecánicas de dicho material, usando las aleaciones   Cu-Cr u Cu-Cr-Mo. Para lograr medir las propiedades mecánicas como esfuerzos y deformaciones de estas aleaciones, se compactaron los polvos obteniendo probetas verdes normalizadas. Las propiedades mecánicas obtenidas en este ensayo fueron modeladas por medio del software Pro-Engineer. Seria oportuno mencionar que para la correcta investigación se utilizaron métodos como la conocida difracción de rayos X (DRX) y la microscopia electrónica  de barrido (SEM)

ABSTRACT

1. INTRODUCION

En este artículo de investigación se tuvo como objetivo principal conocer acerca del material descubierto, el cual es el cobre (Cu). Es un metal de transición y se caracteriza por su brillo y tonalidad rojiza.

La construcción de casas y edificios ha tenido un crecimiento importante y como consecuencia de ello ha aumentado la demanda de cobre. Así mismo, ha habido un mayor interés en el uso arquitectónico del cobre, como por ejemplo, en canalets de agua. Debido a esto se están buscando las mejores aleaciones posibles que en conjunto con el cobre proporcionen un material compuesto que entregue seguridad, estabilidad y economía en el ámbito de la construcción. Sin embargo, el cobre puro no puede servir para todos los usos, sobre todo para los que requieren gran resistencia mecánica, buena maquinabilidad, resistencia a la corrosión y al desgaste. Por lo tanto, se desea obtener aleaciones en base a cobre que cumplan con estas exigencias.

Este material  es uno de los metales que más se usan debido a su gran capacidad para conducir la electricidad, que permite que sea utilizado en la fabricación de piezas electrónicas y eléctricas y en la producción de cables. El cobre además es un material maleable y dúctil que nunca pierde sus propiedades mecánicas.

El cobre se usa ampliamente debido a su excelente conductividad eléctrica y térmica; también presenta buena resistencia a la corrosión. Se puede fabricar de distintas formas con mucha facilidad y su resistencia mecánica y a la fatiga es adecuada en muchas aplicaciones. Generalmente, el cobre y sus aleaciones son materiales no magnéticos, y pueden soldarse fácilmente por diferentes procesos

Estas propiedades del cobre pueden mejorarse aún más con variaciones en la composición y métodos de fabricación.[pic 1][pic 2]

Conductividad eléctrica: El cobre tiene la más alta conductividad de los metales de ingeniería. Elementos de plata o de otro tipo pueden ser añadidos para aumentar la fuerza, la resistencia de ablandamiento u otras propiedades sin pérdida importante de la conductividad.

Conductividad térmica: Esta propiedad es similar a la conductividad eléctrica. Las aleaciones de cobre se pueden usar para esta propiedad, donde la buena resistencia a la corrosión compensa la pérdida de la conductividad con el aumento de aleación.

Color y apariencia: Muchas de las aleaciones de cobre tienen un color distintivo, que pueden cambiar según los ambientes de los objetos. Para la mayoría de las aleaciones. Las aleaciones tienen colores específicos, que van desde el rosa salmón del cobre, el amarillo, el dorado y el verde hasta el bronce oscuro en condiciones degradadas. La exposición atmosférica puede producir una superficie verde o bronce y aleaciones de pre-patinado están disponibles en algunos tipos de productos.

Con ayuda del análisis mediante difracción de rayos X y microscopia electrónica (SEM) se ha descubierto las fases del material de Cobre (Cu).

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

TEORIA NECESARIA

Técnicas de análisis:

Mediante diversas técnicas de caracterización es posible obtener información sobre la morfología y microestructura de las aleaciones, las que he elegido han sido, difracción de rayos x (DRX) y microscopia electrónica de barrido (SEM), esto porque me pareció adecuado de acuerdo a las circunstancias dadas. A continuación dare una breve explicación del uso de estos métodos, con el fin una mejor comprensión del lector.

Difraccion de rayos x (DRX)

Se puede obtener información sobre la estructura cristalina de un material utilizando difracción de rayos X. Cuando un haz monocromático (de una sola longitud de onda) del mismo orden de magnitud que el espacio atómico del material lo golpea, los rayos X se dispersan en todas direcciones. La mayor parte de la radiación dispersa por un átomo anula la dispersada por otros átomos. Sin embargo, los rayos X que golpean ciertos planos cristalográficos en ángulos específicos se ven reforzados en vez de eliminados. Este fenómeno se conoce como difracción. La técnica de difracción de rayos X es una poderosa e importante herramienta en el campo de la caracterización de materiales. Permite determinar los parámetros de las estructuras cristalinas y las fases presentes en un material, obteniendo información a escala atómica tanto de materiales cristalinos como no cristalinos.

Microscopia electrónica de barrido (SEM)

La MEB mediante un rastreo programado, barre la superficie de una muestra con un haz de electrones de alta energía, dando como consecuencia diversos tipos de señales. La primera de ellas se refiere a electrones arrancados de la propia muestra por la acción del haz incidente, dándonos así una señal que nos proporciona una imagen real de la superficie que estemos estudiando. La segunda señal, se refiere a los rayos X los cuales capturan la señal producida cuando un electrón es arrancado de una capa electrónica interna por efecto de la interacción con el haz incidente de electrones. Esta radiación constituye el fundamento de la microsonda de electrones, obteniéndose así un espectro de elementos, es decir un análisis químico elemental de la muestra. Se considera un electrón secundario aquel que emerge de la superficie de la muestra con una energía inferior a 50 eV,  y un electrón retrodispersado (tercer señal) el que lo hace con una energía mayor. Estos electrones retrodispersados proceden en su mayoría del haz incidente que rebota en el material después de diferentes interacciones con energía superior a 50 Ev.

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