Ciencia y Ingeniería de Materiales: Tipos, Selección y Criterios, Apuntes de Materiales

¡Descarga Ciencia y Ingeniería de Materiales: Tipos, Selección y Criterios y más Apuntes en PDF de Materiales solo en Docsity! Ciencia e Ingeniería de Materiales 1.2. 1.3. 1.4. 1.1. Materiales e Ingeniería Ciencia e ingeniería de materiales Tipos de materiales Criterios de selección Tema 1. La Ciencia de los Materiales. La elección del material T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Materiales: Sustancias de las que están formadas los objetos y productos Evolución de la Ciencia e Ingeniería de los materiales con el tiempo. Nótese que la escala no es lineal T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de Materiales 1.1. Materiales e Ingeniería Este diagrama muestra como la ciencia e ingeniería de materiales forma un puente que une las ciencias básicas y las disciplinas de la ingeniería. La Ciencia e Ingeniería de Materiales se dispone en el anillo intermedio formando un nexo de unión entre las ciencias básicas y las ramas de la ingeniería T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l 1.2. Ciencia e Ingeniería de Materiales Ciencia e Ingeniería de los Materiales T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Diferentes escalas de observación de los materiales y sus respectivos ámbitos Estructura interna de un material como el acero que está siendo observada a diferentes niveles de ampliación 1.2. Ciencia e Ingeniería de Materiales Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Ejemplos, aplicaciones y propiedades representativas de cada familia de materiales T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Propiedades Alta conductividad eléctrica y térmica Rigidez y resistencia mecánica elevada Alta deformabilidad y tenacidad a la fractura Estabilidad química media-baja Altas densidades Materiales metálicos T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Ejemplos de materiales cerámicos como porcelana, carbono (grafito) y zirconia (ZrO2) Materiales cerámicos Son compuestos químicos constituidos por metales y no metales (óxidos, nitruros, silicatos y carburos..) T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Materiales cerámicos Propiedades Baja conductividad eléctrica y térmica Resistencia a altas temperaturas y al desgaste Alta resistencia bajo esfuerzos de compresión Duros y frágiles Densidades medias Estabilidad química elevada T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Polímeros Ejemplos de materiales poliméricos como caucho, poliuretano y kevlar. Propiedades Baja conductividad eléctrica y térmica. Aislantes eléctricos Resistencia a bajas temperaturas (< 300 ºC) Frágiles unos, y plásticos otros Densidades bajas Estabilidad química alta aunque menor que los cerámicos y vidrios T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l covalentes Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Polímeros El guardabarros trasero de un automóvil fue la utilización pionera de un polímero en una aplicación estructural tradicionalmente metálica. El polímero es un nylon moldeado por inyección Los polímeros se utilizan en una diversidad de dispositivos electrónicos, incluyendo estos interruptores de computadora, donde se requiere resistencia a la humedad y baja conductividad Los productores de resina plástica están elaborando polímeros de policarbonato ultrapuros y con grados de alta fluidez para la fabricación de DVD T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales ◘ Unión de dos o más materiales para conseguir una combinación de propiedades, que no es posible obtener con los constituyentes individuales. Se espera alta resistencia y baja densidad (relación resistencia-peso). ◘ Los materiales compuestos están formados por dos fases; una continúa denominada MATRIZ (menos rígida y más dúctil) y otra dispersa denominada REFUERZO (del que dependen las propiedades mecánicas del material) separadas por la INTERFASE. Materiales compuestos T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.3. Tipos de materiales Materiales compuestos Visión de conjunto de una amplia variedad de piezas de materiales compuestos empleados en un avión de transporte de la fuerza aérea. Palo de golf de material compuesto obtenido por moldeo de resina epoxi reforzada con fibra de carbono. Los palos de golf fabricados con este material compuesto avanzado son más resistentes, más rígidos y más ligeros que los convencionales de madera o acero, lo que permite al deportista golpear la bola más lejos y con mayor control T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.4. Criterios de selección ~ Estructura interna y propiedades ~ Facilidad de conformación ~ Estabilidad dimensional ~ 𝐂𝐨𝐦𝐩𝐚𝐭𝐢𝐛𝐢𝐥𝐢𝐝𝐚𝐝 𝐜𝐨𝐧 𝐥𝐨𝐬 𝐝𝐞𝐦á𝐬 𝐜𝐨𝐦𝐩𝐨𝐧𝐞𝐧𝐭𝐞𝐬 ~ Reciclabilidad ~ Impacto ambiental durante su fabricación y desecho ~ Costo de fabricación Factores a considerar en la selección de un material T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales 1.4. Criterios de selección Factores que afectan el cambio de un material Coste del producto Garantía de servicio Mínimo mantenimiento Desarrollo de propiedades especiales T e m a 1 . L a C ie n ci a d e l o s M a te ri a le s. L a e le cc ió n d e l m a te ri a l Ciencia e Ingeniería de los Materiales