Capítulo 1 (Askelandy Wright, 2017)
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Capítulo 1 (Askeland y Wright, 2017)
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El caso de la chasis de un automóvil
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Alambre de cobre
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Materiales compuestos (composites)
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Polímeros y propiedades eléctricas
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1. Metales y aleaciones
2. Cerámicas, vidrios y vidrios cerámicos
3. Polímeros (plásticos)
4. Semiconductores y
5. Materiales compuestos
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Buenas conductividades eléctricas y térmicas
Resistencias relativamente altas, gran rigidez, ductilidad o formabilidad y resistencia al impacto
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Los materiales son buenos aislantes térmicos y que además tienen la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia en compresión elevadas. Asimismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también es muy elevado (lo que llamamos fragilidad).
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El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano: a 1500 °C a partir de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3). El término «cristal» es utilizado de forma incorrecta como sinónimo de vidrio: ¡un sólido amorfo no puede ser al mismo tiempo cristalino!
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Los polímeros (del griego: πολυς[polys] "mucho" y μερος [meros] "parte" o "segmento") son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas. Los polímeros tienen elevadas masas moleculares, que pueden alcanzar incluso millones de UMAs.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales y el nailon, el polietileno y la baquelita de polímeros sintéticos.
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Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.
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• Están formados por dos o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.
• Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interfase.
• Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).
• No pertenecen a los materiales compuestos los materiales polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambia la composición de las fases presentes.
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Comparativa de distintos materiales
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Los materiales se pueden clasificar con base en la función más importante que desempeñan, es decir, si dicha función es mecánica (estructural), biológica, eléctrica, magnética u óptica
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El término “estructura” se refiere al arreglo de los átomos de un material; a la estructura a una escala microscópica se le conoce como “microestructura”
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Con frecuencia, las relaciones estructura-propiedad de los materiales fabricados con componentes son influidas por el entorno al que el material está sometido durante su uso. Esto puede incluir la exposición a altas o bajas temperaturas, esfuerzos cíclicos, impacto súbito, corrosión u oxidación. Estos efectos deben considerarse en el diseño para asegurar que los componentes no fallen de forma inesperada.
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Razones resistencia/peso de diversos materiales