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8/17/2019 INGENIER DE MATERIALES I CAP I.pdf

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INGENIERIA DE MATERIALES I

UNIDAD I

•INTRODUCCIÓN

•

CIENCIA E INGENIERIA DE MATERIALES•TIPOS DE MATERIALES


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Introducción

• Desde los primeros tiempos del inicio de lascivilizaciones el hombre a buscado y utilizado losmateriales mas adecuados para cubrir sus necesidadesbásicas, y desde entonces la transformación de las

sustancias por procesos físicos y químicos forma partede los conocimientos mas antiguos.

• El origen de la historia de las civilizaciones se puededescribir como la historia del dominio de los metales

conociéndose la primera época como la prehistoria,que se divide a su ves en la edad de piedra y edad delos metales.


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Historia, Evolución de los Materiales


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CIENCIA DE MATERIALES E INGENIERÍADE MATERIALES

• Ciencia de materiales

Se dedica fundamentalmente a la búsqueda de conocimientos básicos sobre laestructura interna, propiedades y procesado de materiales.

• Ingeniería de materialesRelaciona el uso de los conocimientos básicos y sus aplicaciones para la

transformación de los materiales en productos requeridos por la sociedad


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TIPOS DE MATERIALES

• METÁLICOS

• CERÁMICOS

• PLIMEROS

• SEMICONDUCTORES

•

MATERIALES COMPUESTOS


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Fundamentos de las características de los materiales

• EL comportamiento de estos materiales queda definido por su estructura o

amorfa o polimórfica.

• La estructura atómica determina la naturaleza de los enlaces atómicos, los

mismos que fija las propiedades mecánicas y físicas de un material.

• El arreglo atómico en una estructura cristalina o amorfa influye en el

comportamiento de un material.

• Las imperfecciones de los arreglos atómicos juegan un papel importante en la

comprensión de las propiedades mecánicas, deformación y fallas• El movimiento de los átomos, conocido como difusión, es importante para

muchos tratamientos térmicos y procesos de manufactura, como para las

propiedades físicas y mecánicas de los materiales.


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Tipos de materiales – metálicos –

cerámicos – polímeros – semiconductores – materiales compuestos

Materiales Metálicos:

- Sustancias inorgánicas formadas por uno o mas elementosmetálicos.

- Poseen estructura cristalina en los que los átomos están arregladosmanera ordenada.

- Poseen brillo, son buenos conductores eléctricos y térmicos, sonopacos a la luz visible.

- Tienen buena resistencia mecánica, incluso a elevadastemperaturas son deformables


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Metales: Al, Cu, Cr, Fe, W, Ni, Ti, etc.


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Polímeros

• Formados por largas cadenas de moléculas orgánicas ( contenido de carbono),

generalmente son no cristalinos, pero algunos contienen mezclas de regiones

cristalinas y amorfas.

•

Los polímeros se obtienen mediante la polimerización creando grandesestructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas.

Mero = unidad

• El término polímeros refiere a un grupo unitario de átomos o moléculas que

define una distribución característica para un polímero.

• Están formados por UCR (Unidad constitucional repetitiva)

• Están formados por cadenas moleculares.


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• Los polímeros se obtienen mediante la polimerización

creando grandes estructuras moleculares a partir demoléculas orgánicas.

• Estos incluyen: hule, plásticos, materiales adhesivos

• Por la naturaleza de su estructura interna, son malos

conductores eléctricos, pero tienen buenas

propiedades aislantes

• Tienen buena resistencia a la corrosión, al ataque

químico, son de baja densidad, etc.


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CERAMICOS

• Están constituidos por metales y no metales ( óxidos, nitruros,carburos, CaO, el MgO, MnS, NiO, MnO, FeO, CaF2, ThO2,CeO2, UO2, ZrO2, HfO2, etc), pertenecen al grupo de lascerámicas que incluye minerales de arcilla cementos y vidrio

•

Posee buenas propiedades de aislamiento eléctrico y térmica aelevadas temperaturas

• Son mas resistentes en medios agresivos que los metales ypolímeros.

•

Son materiales muy duros y frágiles desde el punto de vistamecánico.

• Estos materiales pueden tener estructuras cristalinas o amorfaso una mezcla de ellos.


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Materiales semiconductores o electrónicos

Poseen propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los

aislantes eléctricos.

Sus características eléctricas son muy sensibles a la presencia de diminutas

concentraciones de átomos .

El Si, Zr, BaTiO3, TaO2, etc.

Se obtienen dispositivos electrónicos a todo nivel, circuitos integrados, etc.


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ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

• Constitución del átomo, Masa atómica, átomode hidrogeno.

• Constitución del átomo


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• Número atómico (z). Número de protones que están en su núcleo

• Número de masa (A). Es la suma de protones y neutrones que tiene un átomoen el núcleo.

• Isótopos. Son átomos de un mismo elemento que tienen diferente número de

neutrones.• Masa atómica. Masa en gramos de 6,023 x 1023 átomos (número de

Avogadro NA) de ese elemento.

•

• Estructura electrónica de los átomos

• Átomo de hidrógeno

• Núcleo: 1 protón

Nube electrónica: 1 electrón


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• La variación de energía asociada con la transición del

electrón desde un nivel a otro, se determina por

dondeh = Constante de Planck = 6,63 x 10-34 J s.

= Frecuenciac = velocidad de la luz = 3,00 x 108 m/s

= longitud de la onda

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