Introduccin a la ciencia de los materiales

Facultad Regional San Nicols (UTN)CIENCIA DE LOS MATERIALES 2013

Prof. Edgardo BenavidezAux. Yamila Lagorio

Clasificacin de los materiales. Propiedades de los materiales. Diseo y seleccin.

Qu es la Ciencia e Ingeniera de los Materiales?

CREARnuevos materiales

MEJORARya existentes

Ciencia relacin: sntesis procesamiento estructura propiedades.

Ingeniera conversin / transformacin en dispositivos tiles.

campo interdisciplinario

Clasificacin de los materialesFAMILIAS DE MATERIALES

Metales (y aleaciones)

Cermicos (vidrios y vitrocermicos).

Polmeros (plsticos).

Compuestos.

Metales

MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESCobre Conductores elctricos Alta conductividad

Buena formabilidadAceros Herramientas

ConstruccinResistencia mecnica

Polmeros

MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESPolietilieno Empaque de alimentos Fcil de moldear en

pelculas finasEpxicos Encapsulados de CI Aislante elctrico

Resistencia a la humedad

Cermicas

MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESTitanato de bario Capacitores Gran almacenamiento

de cargasSlice Fibras pticas Baja prdidas pticas

Compuestos

MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADESGraficto-Resina

epoxiComponentes de aviones

Alta relacin resistencia/peso

WC-Co Herramientas de corte Alta dureza Resistencia al

choque

Clasificacin funcional

aeroepaciales compuestos C-C, aleaciones-Al, superaleaciones.

biomdicas hidroxiapatita, aleaciones-Ti, aceros inoxidables.

electrnicas GaAs, Ge, BaTiO3, Cu.

energa UO2, ZrO2, Si:H amorfo.

magnticas ferritas de Mn-Zn, Fe, Fe-Si.

pticas SiO2, vidrios, YAG.

inteligentes PZT, aleaciones Ni-Ti.

estructurales aceros, aleaciones-Al, concreto, plsticos, maderas.

Propiedades (algunas) de los materiales

Como debera ser

Insuficientemente rgido(E demasiado bajo)

Insuficientemente fuerte(sy demasiado bajo)

Insuficientemente tenaz(K1C demasiado bajo)

Demasiado denso(r demasiado alto)

Propiedades mecnicas

Propiedades trmicas

(a) Alta temperatura de fusin Tm

Baja temperatura de fusin Tm

(b) Alto coeficiente de expansin a

Bajo coeficiente de expansin a

(c) Alta conductividad l Baja conductividad l

(d) Alta difusividad a Baja difusividad a

Propiedades elctricas, magnticas y pticas

(a) Baja resistividad re Alta resistividad re

(b) Baja respuesta dielctrica Alta respuesta dielctrica

(c) Comportamiento magntico duro

Comportamiento magntico blando

(d) Refraccin Absorcin

Procesamiento - Estructura - Propiedades - Desempeo

Sntesis / procesamiento

Estructura / composicin

Desempeo / costo

Propiedades

Necesidad & experiencia

Ciencia & entendimiento

Diseo/seleccin de materiales

Etapas de diseo

Propiedad/forma requeridas

Disponibilidad

Material

Costo

Impacto ecolgico

Proceso

Eleccin final

Requerimientosde diseo

Requerimientos

Restricciones

Eleccin

Consecuencias

Decisin