1. 1. La Humanidad y el uso de los materiales.
2. Los materiales.
3. Los nuevos materiales
2. - Evolución histórica.
- Sobreexplotación de recursos.
- Estudio de la sostenibilidad. Solución
futura.
3. 1.1. La evolución histórica.
1.2. Recursos naturales agotables.
Fe, Cu, petróleo y gas, son claros ejemplos
de recursos agotables, siendo estos últimos
no renovables.
Existen más de 70.000 materiales
diferentes.
4. Los materiales son sustancias que componen
las cosas que nos rodean y han sido
manufacturadas.
Ejemplo: la madera, el acero, los plásticos, el
hormigón, el vidrio, el papel,etc.
6. Las condiciones que deben cumplir son las
siguientes:
- Que sus propiedades sean adecuadas para el uso
que se le vaya a dar.
- Que puedan reciclarse fácilmente con menor
consumo energético, sin contaminar el medio
ambiente.
- Que no generen residuos en su propio proceso
de transformación.
7. 2.1. Metales y aleaciones
Los metales.
Las aleaciones.
Problemas que pueden presentar.
8. Las aleaciones son combinaciones de un
metal con otro o con algún no metal,
generalmente con mejores propiedades
mecánicas que los metales en estado puro.
Como aleaciones del hierro, tenemos el
diagrama Hierro- carbono.
9. Aleaciones férricas: son aleaciones de Hierro
carbono.
Aleaciones no férricas: No contienen carbono
o se encuentra en pequeñas este se
encuentra en pequeñas cantidades.
10.
11. Hierro: Se considera puro si su contenido es
menor de 0,03 % de carbono.
Aceros: El acero es una aleación de hierro y
carbono.
◦ Aceros al carbono.
◦ Aceros aleados.
• Fundiciones: Son aleaciones que
permiten forja.
• Aceros Inoxidables.
12. Cobre y sus aleaciones.
Aleaciones de Níquel, Cobalto y
superaleaciones.
Aleaciones Ligeras.
◦ Aluminio. -- Berilio.
◦ Titanio. -- Magnesio.
Aleaciones de Titanio.
13. Unión de cientos de miles de monómeros.
Si empleamos siempre el mismo monómero se denomina
homopolímeros, si esta formada por diferentes se denomina
copolímero.
Policondensación.
Poliadición.
14. Polímetros: Son sustancias de origen orgánicos formadas,
principalmente, por Carbono e Hidrógeno, con elevado peso
molecular. Polimerización.
Monómeros: Son compuestos moleculares sencillos, con
enlaces covalentes.
Materias primas: La principal materia prima es el
petróleo, aunque también se utilizan materiales como madera
y algodón.
15. Forman largas cadenas de
Termoplásticos. átomos de carbono unidos
de forma rígida.
Son más resistentes y
Termoestables. frágiles, pues forman
cadenas de átomos de
carbono entrecruzadas.
Son capaces de
Elastómeros. deformarse al ser
sometidos a presión y
recuperar su forma inicial
al cesar la misma.
16. Los materiales cerámicos son compuestos
por elementos metálicos y no metálicos
enlazados de forma iónica y/o covalente.
◦ Son duros y frágiles.
◦ Tienen baja tenacidad y ductilidad.
◦ Son buenos aislantes eléctricos y térmicos.
◦ Soportan altas temperaturas de fusión.
◦ Tienen buena estabilidad química.
◦ https://www.youtube.com/watch?v=i02JBBmyWss
17. Vidrios: Contienen un 70 % de sílice, además de sosa y cal.
Vitrocerámicas: Son vidrios que tras un tratamiento por
calor han perdido su estado amorfo, disponen de un
coeficiente de dilatación muy bajo.
Arcillas: Son silicatos de aluminio hidratados.
Refractarios: Están compuestos por partículas gruesas de
óxidos metálicos unidos por material refractario más fino.
Abrasivos: Se emplean en operaciones de corte por
desgaste.
Cementos: Silicatos de calcio en forma de polvo fino.
18. Cerámicas avanzadas: Grupo de carburos,
nitruros, boruros y óxidos. Excelentes
propiedades mecánicas y físicas a elevadas
temperaturas.
◦ Alúmina (Al2O3 ). Resistente a altas temperaturas y
aislante térmico.
◦ Nitruro de aluminio (AlN). Es un buen aislante
eléctrico.
◦ Carburo de siicio (SiC). Excelente resistencia a la
corrosión.
◦ Carburo de boro (B4C). Extrema dureza y ligero,
resistente al desgaste por abrasión.
19. Los materiales compuestos están formados por dos o más
constituyentes con diferente forma y composición química e
insolubles entre sí, uno en forma de matriz o material aglutinante y
otro en forma de refuerzo, como fibra o partículas
https://www.youtube.com/watch?v=pEUBRntSduI&feature=related
21. Refuerzo con partículas.
Refuerzo con fibra.
Refuerzo estructural.
22. Matriz metálica. Se trata de matrices de metales como
Al, Cu. Su uso principal es el aeronáutico.
Matriz cerámica. Matriz de C con fibras de grafito, que
se emplea para mejorar la tenacidad de las cerámicas y
conservar sus propiedades.
Matriz polimérica. Son matrices de poliéster con fibra
de carbono. Mayor flexibilidad de la matriz y resistencia.
23.
24. En construcción: actualmente se incorporan otros materiales
como fibra de carbono, polímeros, vidrio que combinados
forman los composites.
En medicina: materiales biocompatibles; nuevas técnicas de
diagnóstico (tep); nanopartículas; puntos cuánticos; …
En energía: mayor aprovechamiento de la luz solar con
nuevos materiales fotovoltaicos, baterías más ligeras, pilas de
combustible, etc.
En electrónica: cristal líquido en las teles, los ccd de las
cámaras digitales, …
Todos estos desafíos en las distintas disciplinas se están
centrando en un área nueva de investigación que es la
nanotecnología
25. Ya vimos anteriormente las cualidades del acero, del
hormigón armado y otros metales flexibles y resistentes a
la tracción.
Los composites son la solución a los problemas de
corrosión, tracción, etc. Dentro de estos materiales
destacan como resinas o relleno:
La fibra de carbono: es más resistente que el acero y más
ligera. No se oxida, es moldeable y resistente a las
variaciones de temperatura. Se usa en aeronáutica,
automoción, bicicletas , cañas de pescar,…
La fibra de vidrio: tiene propiedades similares a la anterior,
aunque menos resistente. Tiene la ventaja de ser más
barata su fabricación. Usos en automoción, materiales
deportivos, cables de fibra óptica,…
26.
27. Las pilas de combustible son la alternativa a la energía clásica
de combustión, utililizándolas en los coches eléctricos. Se
obtiene de manera directa e. Eléctrica a partir del hidrógeno u
otros combustibles.
Las placas fotovoltaicas de silicio combinado con boro y
fósforo crean e. Eléctrica atrapando la e. De la luz. Lo último
es introducir la nanotecnología.
28. Gracias a la ingeniería biomédica se están
consiguiendo materiales y técnicas de diagnóstico
que mejoran la salud de los pacientes.
Polímeros de resina y cuarzo para los empastes;
silicona para implantes de todo tipo; válvulas
cardíacas de titanio-al-v; mallas para las arterias de
níquel-ti; utilización de titanio para implantes de
cadera, placas o tornillos; etc.
Utilización del tep para mostrar la actividad de los
tejidos y hacer estudios cancerígenos, neurológicos,
ETC.
29.
30. Es el conjunto de conocimientos y técnicas que permiten
controlar la producción de estructuras a escala molecular y
atómica. DEBE SU NOMBRE AL PREFIJO NANO = 1 nm = 10 -9
m. ( 1micra = 1000 nm).
Las aplicaciones son múltiples:
1. Catalizadores: para fabricar gasolinas fragmentando las
moléculas de los hidrocarburos.
2. Almacenamiento de datos: obtención de microchips con
transistores más pequeños.
3. Encapsulado de fármacos : liposomas que contienen un
fármaco y mejoran la dosificación.
4. Recubrimientos: filtros solares, cerámicas más duras,…
5. Investigación biomédica: los puntos cuánticos que permiten
visualizar la migración de c. Cancerígenas
Etc.
31.
32. I+D+I Representa el esfuerzo conjunto de toda la sociedad
para el avance de la investigación y su aplicación. Incluye i.
Básica( csic); i. Aplicada (grandes empresas) e innovación
empresarial (pyme).
Desde el mundo académico existen instituciones como :
fecyt; ott; otris;…
Los grandes proyectos científicos exigen inversiones
económicas durante plazos muy prolongados y se justifican
por la contribución al saber humano; la apertura de nuevas
fronteras científicas y aplicaciones prácticas que mejoran la
calidad de vida.
