Ingeniería De Materiales No Metálicos

Unidad 1.

Clasificación de los materiales no metálicos.

Introducción

El objetivo de la Ciencia de los Materiales es alentar a los ingenieros para tomar eleccionesinformadas respecto del diseño, selección y uso de materiales para aplicaciones específicas.

El ingeniero debe:

• Comprender las propiedades asociadas con las diversas clases de materiales.• Saber porqué existen tales propiedades y cómo se pueden alterar para que unmaterial sea más adecuado para una aplicación determinada.• Ser capaz de medir las propiedades importantes de los materiales y cómo impactaránel desempeño.• Evaluar las consideraciones económicas que finalmente regulan la mayoría de losasuntos de los materiales.• Considerar los efectos a largo plazo que producen en el ambiente el uso de unmaterial.

IntroducciónPara tomar una decisión informada en el diseño o la selección de un material, primero se debesaber qué propiedades son importantes para la aplicación específica, al mismo tiempo que sedebe reconocer que la lista de propiedades deseadas se puede volver más extensa y máscomplicada según las necesidades de evolución del producto.

Por ejemplo, previo a 1919, la mayoría delos automóviles no tenían parabrisas, locual dejaba vulnerable a los conductoresrespecto a la lluvia, el lodo y objetos quevolaran por el camino.

¿Qué consideraciones tendría para laselección del material?

¿Qué material seleccionaría?

IntroducciónLas propiedades deseables serian las siguientes:

1. Debería ser transparente. Obviamente, un parabrisas a través del cual no se puedever tendría un valor muy poco práctico.2. Debería ser impermeable al agua. De otra forma, el auto no podría ser conducido enla lluvia.3. Debería ser lo suficientemente fuerte para resistir una rotura al menor impacto(pequeños pedazos de grava, piedritas, etc.)4. Debería ser muy económico para no alterar sustancialmente el precio del auto.5. Debería tolerar temperatura extremas, desde por debajo de cero grados en elinvierno hasta arriba de los 38º C en el verano.

IntroducciónProblemas del cristal:

- Distorsiona la posición de los objetos.- Se quiebra con fragilidad.

Introducción

Por cada una de las mejoras que ocurría, los científicos e ingenieros necesitaron entender qué característicasdel vidrio resultaron en propiedades deseable e indeseables, y cómo alterar la estructura del material paramejorar su adaptabilidad para el producto. El desarrollar este entendimiento es el punto esencial de la Cienciade los Materiales: encontrar la necesidad, elegir el material adecuado y utilizar los conocimientos de esematerial para alterar sus propiedades y adaptarlo a los requerimientos de la aplicación específica, que serádiferente de las otras aplicaciones y que puede cambiar con el tiempo.

Clasificación de los Materiales Ingenieriles

Materiales para Ingeniería

Metales

Ferrosos

No ferrosos

Polímeros

Termoplásticos

Termofijos

Elastómeros

Cerámicos

Óxidos

Carburos

Compuestos

Endurecidos por dispersión

Reforzados con partículas

Reforzados con fibras

Reforzados con láminas

Polímeros

Termoplásticos. Son aquellos que se pueden ablandar por medio de calor para darles formamuchas veces, esto significa que son fáciles de reciclar.

Termofijos. No se pueden ablandar por medio calor, ya que si se aumenta mucho sutemperatura sólo se conseguiría quemarlos.

Elastómeros. Son aquellos que pueden experimentar una gran cantidad de deformación elásticaa temperatura ambiente.

Polímeros

- Son ligeros- Baratos- No se corroen- Se les puede dar forma fácilmente- Buenos aislantes térmicos y eléctricos- Son relativamente fáciles de reciclar

Ventajas.

- Sólo pueden trabajar a temperaturas relativamente bajas (no más de 120 ° C)- Sus propiedades mecánicas son un tanto reducidas- Se degradan- Su reciclaje todavía es un tanto limitado.

Desventajas.

Polímeros

Polietileno

Poliestireno

Polímeros

Cloruro de polivinil ( PVC)

Teraftalato de polietileno (PET)

Polímeros

Polipropileno

Epóxicos

Polímeros

Silicones

Poliésteres

Polímeros

Poliuretanos

Fenolicos

Cerámicas

Las cerámicas están formadas por especies atómicas metálicas y no metálicas.

Son los primeros materiales que tuvo a su alcancé el hombre primitivo y que aún hoy siguen teniendo una gran cantidad de aplicaciones, por ejemplo, el barro, la porcelana, etc. Sin embargo en los últimos años han cobrado gran auge los llamados cerámicos de ingeniería, entre los que se pueden mencionar a los siguientes:

- Óxidos (óxido de aluminio, óxido de magnesio, etc.)- Carburos ( Carburo de tungsteno, carburo de silicio, carburo de titanio, etc.)- Nitruros como puede ser en nitruro cúbico de silicio.

Cerámicas

Propiedades. - Son pobres conductores de electricidad- Tienden a fracturarse de manera frágil- Estabilidad a alta temperatura- Resistencia al ataque químico- Resistencia a la absorción de sustancias extrañas

HerramientasDe Corte

Recubrimientos

Cerámicas

Refractarios

Partes Automotrices

Cerámicas

Compuestos

En términos generales, un material compuesto es aquel que está hecho de dos o maselementos que le otorgan ciertas propiedades en combinación que no son posibles en ningunoseparadamente. Los más importantes son los que se refieren a fibras resistentes de variostipos, encapsuladas en plástico.

Las principales aplicaciones de los materiales compuestos son las siguientes:

- Paneles de carrocerías para automóviles- Artículos diversos- Componentes para avión, etc.

Reforzados con fibras de carbono

Compuestos

Reforzados con fibras de vidrios