Introducción A Los Materiales

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

1. Concepto de Ciencia y Tecnología de los Materiales.

2. Evolución de los Materiales.

3. Relación Estructura‐Propiedades‐Proceso.

4. Efectos Ambientales en los Materiales.

5. La elección del Material

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

1. Concepto de Ciencia y Tecnología de los Materiales.

2. Evolución de los Materiales.

3. Relación Estructura‐Propiedades‐Proceso.

4. Efectos Ambientales en los Materiales.

5. La elección del Material

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

1. Concepto de ciencia y Tecnología de los Materiales.

Ingenieros Manejan Materiales

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y

elección de los Mismos

I i El i id d F i i t i t t

Mejorar características de productos diseñados y fabricados

• Ingenieros Electricidad

• Ingenieros Electrónica

• Ingenieros Civiles

• Funcionamiento interruptores

• Circuitos Integrados

• Estructuras resistentes

• Ingenieros Petróleo

• Ingenieros Automoción

• Barrenas y tuberías

• Materiales y resistentes

• Ingenieros Aeroespaciales

• Ingenieros

ligeros • Materiales ligeros resistentes a

altas y bajas temperaturas

– Metalúrgica

– Cerámica

• Producir y conformar

materiales económicos y con

– Poliméricos propiedades mejoradas

– Compuestos

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Metales y sus aleaciones

• Acero

• Aluminio

Características

• Conductividad eléctrica

• Magnesio

• Zinc

• Conductividad térmica

• Alta resistencia mecánica tanto

a tracción como a compresión

• Hierro fundido

• Titanio

• Alta rigidez

• Cobre • Ductilidad o conformabilidad

• Níquel

• Resistencia al impacto

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Usos de los Metales y sus aleaciones

• Estructurales o de carga

• Conductores eléctricos

• Motores y generadores eléctricos

• Motores automoción

• Industria aeroespacial

• Herramientas

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Materiales Cerámicos

• Ladrillos

• Vidrio

Características

• Baja conductividad eléctrica

• Porcelana

• Materiales refractarios

• Baja conductividad térmica

• Alta resistencia mecánica a

compresión

• Abrasivos

• Aislamiento térmico y eléctrico

• Frágiles y quebradizos

• Duros y no dúctiles

• Resistencia al impacto

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Usos Materiales Cerámicos

• Ladrillos

• Vidrio

• Porcelana

• Materiales refractarios

• Abrasivos

• Aislamiento térmico y eléctrico

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Materiales Polímeros

• Caucho (hule)

• Plásticos

Características

• Baja conductividad eléctrica

• Adhesivos

• Lubricantes

• Baja conductividad térmica

• Baja resistencia mecánica

• Siliconas ( )

• Hidrogeles

• Dúctiles termoplásticos)

• Resistentes (termoestables)

• Fibras Textiles • Frágiles (termoestables)

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Usos Materiales Polímeros

• Elementos de protección

• Envases

• Aislamientos eléctricos

• Tuberías PVC

• Prótesis

• Fibras textiles

• Derivados del caucho

• Muebles y menaje

• Moldes

• Pavimentos

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Materiales Semiconductores

– Silicio

Germanio

Características

• Conductividad eléctrica en un

– tid

– Selenio

– Arseniuro de Galio

sentido

• Resistencia en sentido opuesto

• Baja resistencia mecánica

– Seleniuro de Zinc

– Telururo de Plomo

• Frágiles

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Materiales Compuestos

• Madera contrachapada

• Paneles fenólicos

Características

• Baja Conductividad eléctrica

• Fibra de vidrio

• Fibra de carbono

• Ligeros

• Fuertes

• Fibra de boro

• Hormigón

• Dúctiles

• Resistencia a alta temperatura

• Asfalto (h i d )

• Cermets (carburo cementado)

• Dureza herramientas de corte)

• Resistencia al impacto

• Comportamiento inerte

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Tipos de materiales

Usos Materiales Compuestos

• Construcción

• Industria Aeronáutica

• Industria Aeroespacial

• Industria

• Deportes y Competición

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y

elección de los Mismos

S t t d l i l t i l i d i i t t

Ejemplo 1

Se trata de elegir los materiales necesarios para conducir una corriente entre

los componentes alojados en una caja negra eléctrica. ¿Qué materiales se

escogerían?

El material que conduzca la corriente debe tener una elevada conductividad

eléctrica, por lo que se requiere seleccionar un material metálico en forma

de alambre (cobre, aluminio, oro, plata, etc.).

Este alambre metálico deberá estar aislado de otros alambres y del resto de

la caja negra para impedir cortocircuitos o arcos eléctricos. Los materiales

cerámicos de recubrimiento serían un aislante excelente de los alambres,

pero resultan rígidos y frágiles, el alambre no podría flexionarse sin romper

el recubrimiento.

En vez de ello, se elegiría un recubrimiento polimérico o plástico, que

presenta características adecuadas como aislante, a la vez que tiene buena

ductilidad.

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y

elección de los Mismos

¿Q é t i l tili f b i t fé? ¿Q é i d d

Ejemplo 2

Qué materiales se utilizan para fabricar tazas para café?, Qué propiedades

especiales a estos materiales adecuados?

Estas tazas están fabricadas normalmente de materiales cerámicos o

plásticos que son buenos aislantes térmicos debido a su baja conductividad

térmica. Los vasos desechables de poliestireno expandido son

especialmente eficaces, ya que contienen muchas burbujas de aire que

mejoran mucho la capacidad aislante.

Estos vasos, en realidad, es posible considerarlos como hechos de un

material compuesto formado por un polímero y un gas.

Las tazas metálicas son poco usadas, ya que su alta conductividad térmica

permite que el calor se transfiera rápidamente, pudiendo llegar a quemar la

mano de quién las utilice.

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

1. Concepto de Ciencia y Tecnología de los Materiales.

2. Evolución de los Materiales.

3. Relación Estructura‐Propiedades‐Proceso.

4. Efectos Ambientales en los Materiales.

5. La elección del Material

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Evolución de los materiales

Importancia de los materiales en nuestra cultura

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Evolución de los materiales

Edad de piedra

• Piedra

• Madera

• Arcilla

• Cuero

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Evolución de los materiales

Edad del cobre

Capacidad para producir y conformar

los materiales.

Satisfacer las necesidades

Aparece la cerámica

Descubrimiento de cambio de

propiedades con el cambio térmico

Edad del Bronce

Selección de los Materiales

Edad del Hierro

TEMA 1:

Introducción a los Materiales y elección de los Mismos

Evolución de los materiales

Era Actual

Comprendemos la relación entre

elementos de los

La ciencia de los materiales

Implica investigar la relación entre

estructurales estructura propiedades de los

materiales y sus propiedades

Capacitados en alto grado para

y materiales

Ingeniería de los modificar o adaptar

...