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Breve resumen de los tipos de materiales de ingeniería...

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Universidad de Los Andes Facultad de ingeniería Escuela de ingeniería mecánica Catedra: Materiales de Ingeniería Br: Maycol D. Apolinario N. CI: 23.721.657 Resumen capitulo 1 introducción a la ciencia e ingeniería de materiales

Desde el inicio de la humanidad hasta nuestros tiempos, el desarrollo del hombre se ha visto muy relacionado a las limitaciones de los materiales disponibles. en un principio solo se tenian a disposición los materiales encontrados en la corteza terrestre, tales como, la piedra, el cuero, los huesos, entre otros. Con el pasar del tiempo el hombre ha aprendido a manipular los materiales disponibles para lograr mejores características, las cuales permiten desarrollar nuevas tecnologías que nos facilitan la vida cotidiana. La ciencia de los materiales estudia la relación entre la estructura interna de los materiales y sus propiedades. Por su parte, la ingeniería de materiales aplica esos conocimientos fundamentales para diseñar o proyectar la estructura de un material, con el objetivo de conseguir un conjunto de propiedades que permitan convertir materiales en productos útiles para la sociedad. Los materiales son sustancias de las cuales algo esta compuesto, en nuestro caso estudiaremos principalmente los materiales en estado solido. En ingeniería mecánica es de vital importancia el conocimientos de la ciencia e ingeniería de materiales, ya que en la cotidianidad se deberá escoger procesos y materiales adecuados tanto en manufactura y procesamiento como en diseño y fabricación de componentes o estructuras. Tipos de materiales Los materiales sólidos utilizados en ingeniería por sus propiedades mecánicas y térmicas se clasifican en tres grandes grupos, metálicos, cerámicos, y polímeros la combinación de mas de un material da lugar a la clasificación de materiales compuestos, y también tenemos los materiales llamados semiconductores o electrónicos. – metálicos: su aplicación puede presentarse en forma pura o en aleación con otros metales y/o no metales, debido a la amplia utilización del hierro se pueden clasificar en aleaciones y metales ferrosos que contienen un significativo porcentaje de hierro, y aleaciones y metales no ferrosos que contienen poco o nada de hierro. Los metales son buenos conductores de calor y electricidad, son opacos a La

Luz visible, tienen una resistencia relativamente alta, una alta rigidez, ductilidad y resistencia al impacto, estas propiedades los hacen apropiados en muchas aplicaciones estructurales o de carga. – Cerámicos: Son compuestos químicos constituidos por metales y no metales, entre los cuales tenemos materiales como el vidrio, el cemento y los abrasivos. se caracterizan por su baja conductividad eléctrica y térmica, resistencias a altas temperaturas y al desgaste, alta dureza y fragilidad. Las principales desventajas de estos materiales son su alta fragilidad y la dificultad de elaborar productos terminados, sin embargo, los avances en la ciencia de materiales prometen mejorar estas limitaciones en las próximas décadas. – Polímeros: se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas, entre estos se cuentan el hule, el caucho, los plásticos y varios tipos de adhesivos. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, relativa baja resistencia mecánica y baja resistencia a altas temperaturas. Los polímeros termoplásticos tienen sus cadenas moleculares conectadas de manera poco rígida, lo cual les confiere buena ductilidad y confortabilidad. por su parte, los polímeros termoestables son más resistentes y frágiles debido a que sus cadenas moleculares están fuertemente enlazadas. – Compuestos: los materiales compuestos están formados por mas de un material, consiguiendo así características de cada uno de ellos, por ejemplo tenemos la fibra de vidrio, la madera contrachapada y los polímeros reforzados con fibra de carbono que son de gran importancia en la industria aeroespacial. – Semiconductores: Aunque el silicio, el germanio y otros compuestos son muy frágiles, resultan imprescindibles en aplicaciones electrónicas, de computadoras, y comunicaciones, esto debido a sus propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los aislantes eléctricos. Los semiconductores pueden transformar señales eléctricas en luz y viceversa.

Para cumplir su función durante la vida útil , un elemento debe mantener sus propiedades y características dentro de un rango aceptable determinado en la etapa de diseño, ademas de ser una solución económica al problema planteado. Las propiedades de la materia prima pueden cambiar durante la transformación en una pieza útil, ya sea mejorando o empeorando. debemos tener especial cuidado en la selección de la estructura interna y proceso de transformación para mejorar o mantener las características y propiedades esperadas en el producto final. La ciencia de los materiales siempre está trabajando en el mejoramiento de las

características de los materiales existentes tanto como en la búsqueda de nuevos materiales y en la invención de nuevos procesos, esto da como resultado que algunos materiales sustituyan a otros en ciertas aplicaciones en más de una ocasión a lo largo del tiempo, uno de los más grandes desafíos de la ciencia e ingeniería de materiales es la reducción del impacto ambiental tanto por los procesos de fabricación como por la capacidad de reciclaje de los materiales teniendo en cuenta también la reducción del costo tanto en la obtención como en la transformación de los mismos. En las ultimas décadas en la ciencia de los materiales han surgido propuestas interesantes que apuntan a ser muy importantes en el futuro cercano, los cuales son los materiales inteligentes a escala micrometrica, los cuales reciben un estimulo y devuelven una respuesta y los nanomateriales que son aquellos que tienen una escala de longitudes características menores a 100nm ....