Materiales

1,675 views
1,530 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,675
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
24
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Materiales

  1. 1. Materiales
  2. 2. El Mars Rovers - Spirit y Opportunity El Spirit y el Opportunity están hechos de materiales como: * Metales *Ceramicos *Composites *Polimeros * Semiconductores www.nasa.gov
  3. 3. ¿Qué es un material? <ul><li>Se puede definir como la sustancia de la que están hechas las cosas. </li></ul><ul><li>Se obtienen de la corteza terrestre y de la atmósfera. </li></ul><ul><li>Ejemplos :- </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>El Silicio y el Hierro constituyen el 27,72 y el 5,00 por ciento del peso de la corteza terrestre, respectivamente. </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>El Nitrogeno y el Oxígeno constituyen el 78.08 y el 20.95 por ciento del volumen del aire seco, respectivamente. </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  4. 4. ¿Porqué es importante el estudio de los materiales? <ul><li>La Producción y el Procesamiento de los materiales constituyen una gran parte de nuestra economía. </li></ul><ul><li>Se deben elegir los materiales adecuados al diseño. </li></ul><ul><li>Se necesitan nuevos materiales para nuevas aplicaciones </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo :- Materiales resistentes a la temperatura. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>La estación espacial y el Mars Rovers deben soportar las condiciones del espacio. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>* Alta velocidad, baja temperatura, fuertes pero livianos </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>La modificación de las propiedades puede ser necesaria para ciertas aplicaciones. </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo :- Tratamiento térmico. </li></ul></ul></ul></ul>
  5. 5. Ciencia de los materiales <ul><li>Trata del conocimiento básico de la estructura interna, las propiedades y el procesamiento de los materiales. </li></ul><ul><li>Este conocimiento se utiliza para convertir los materiales en productos. </li></ul>Conocimiento resultante de la estructura y propiedades Conocimiento Aplicado de Materiales Ciencia de Materiales Diseño Ingeniería de Materiales Conocimiento Básico de los materiales
  6. 6. Tipos de Materiales <ul><li>Materiales Metálicos </li></ul><ul><ul><li>Compuestos de uno o más elementos metálicos. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo:- Hierro, Cobre, Aluminio . </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Los elementos metálicos pueden combinarse con no metales. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo:- Carburo de Silicio, Óxido de hierro </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Son inorgánicos y tienen estructura cristalina </li></ul></ul><ul><ul><li>Son buenos conductores eléctricos y térmicos </li></ul></ul>Metales y Aleaciones Ferrosos Ej: Acero, Hierro No ferrosos Ej:Cobre Aluminio
  7. 7. Tipos de Materiales <ul><li>Materiales poliméricos (plásticos) </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Moléculas gigantes, en general no cristalinas. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Algunas tienen regiones cristalinas y no cristalinas. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Malos conductores de la electricidad, usados como aislantes. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>La ductilidad y dureza varían apreciablemente. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Baja densidad y temperatura de descomposición </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ejemplos :- Cloruro de Poli Vinilo (PVC), Poliéster. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Applicaciones :- Electrodomésticos, DVDs, Telas etc. </li></ul></ul></ul></ul>
  8. 8. Tipos de Materiales <ul><li>Materiales Ceramicos </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Elementos metálicos y no metálicos unidos químicamente. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pueden ser cristalinos, no cristalinos o una mezcla de ambos. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Duros, fuertes y con resistencia al desgaste. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Buenos aislantes </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Otras aplicaciones : Abrasivos, materiales de construccion, utensilios etc. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo:- Porcelana, Vidrio. </li></ul></ul></ul></ul>
  9. 9. Tipos de Materiales <ul><li>“ Composites” </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Mezclas de dos o más materiales. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Consisten en un material de relleno y uno de unión. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Los materiales se unen pero no se mezclan. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Dos tipos principales :- </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Fibrosos: Fibras en una matriz </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Particulares: Particulas en una matriz </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>La Matriz puede ser metal, ceramico o polímero </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ejemplos :- </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Fibra de vidrio ( Material de refuerzo en una matriz de poliester o epoxy) </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Concreto ( Grava o barras de acero reforzado en cemento y arena) </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Aplicaciones :- Alas de avión, construcción de motores. </li></ul></ul></ul></ul>
  10. 10. Competencia entre Materiales <ul><li>Los materials compiten entre ellos por su supremacía en el mercado. </li></ul><ul><li>El uso de los diferentes materiales depende de su costo y prestaciones. </li></ul><ul><li>Materiales nuevos, más baratos o mejores reemplazan a los viejos cuando hay un avance en la tecnología. </li></ul>Example:- Uso de materiales en automóviles. After J.G. Simon, Adv. Mat. & Proc., 133:63(1988) and new data
  11. 16. Tendencias Futuras <ul><li>Materiales Inteligentes : Cambian sus propiedades por estímulos externos. </li></ul><ul><ul><li>Aleaciones con memoria : Los materiales sometidos a esfuerzo vuelven a tomar su forma a cierta temperatura </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>se utilizan en válvulas de corazón </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Materiales piezoeléctricos : producen un campo eléctricos cuando se exponen a fuerzas o viceversa. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se usan en actuadores y en reducidores de vibración. </li></ul></ul></ul>
  12. 17. MEMS y Nanomateriales <ul><li>MEMS: Sistemas Microelectromecánicos . </li></ul><ul><ul><ul><li>Miniaturas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Micro-bombas, sensores </li></ul></ul></ul><ul><li>Nanomateriales : Tamaño característico < 100 nm </li></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplos: polvos cerámicos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Los nanomateriales son más fuertes y resistentes. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tienen características biocompatibles . </li></ul></ul></ul>
  13. 18. Caso de Estudio –Selección de Material <ul><li>Problema: Elegir el material adecuado para el cuadro y horquilla de una bicicleta. </li></ul>Acero y aleaciones Madera Fibra de carbono Plástico Reforzado Aleaciones de aluminio Aleaciones de Ti y Mg Bajo costo pero pesado. Menor resistencia a corrosión Ligero y fuerte. Pero no puede moldearse Muy liviano y fuerte. Sin corrosion. Muy caro Liviano, bastante fuerte. Resistente a corrosión. Caro Mejor que el Aluminio. Y muchísimo más caro ¿Costo importante? Seleccionar acero ¿Propiedades importantes? Seleccionar FCPR
  14. 21. Caso de Estudio : Falla en los diseños Puente sobre el río mississippi – Agosto 2007
  15. 22. Posibles causas de la falla <ul><li>Diseños obsoletos: el puente fue diseñado en 1961 y finalizado en 1967, con una vida útil esperada de 50 años. </li></ul><ul><li>Sobrecarga: no fue diseñado para el tránsito ni los automóviles que circulan hoy día. </li></ul><ul><li>Materiales: se han hecho muchos avances en materiales para construcción de puentes. </li></ul><ul><li>Fatiga + Corrosión: el ambiente corrosivo al que fue expuesto pudo haber acelerado la fatiga del material. Hoy día se están pensando nuevos materiales poliméricos que puedan disminuir estos riesgos </li></ul>

×