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
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