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• TERRY JOEL CASANI VALENCIA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE: INGENIERÍA DE PROCESOS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERÍA DE MATERIALES

MATERIALES DE INGENIERÍA

Tema 1: INTRODUCCION Mg. Karina Zuñiga Huanca

 Es un campo interdisciplinario encargado de inventar nuevos materiales y del perfeccionamiento de los materiales ya existentes.

La búsqueda de nuevos materiales es permanente. Por ejemplo, los ingenieros mecánicos requieren de materiales que resistan altas temperaturas de modo que los motores a reacción puedan funcionar con mayor eficacia. Los ingenieros eléctricos requieren de nuevos materiales que permitan que los dispositivos electrónicos funcionen a mayores velocidades y a mayores temperaturas. Los ingenieros aeronáuticos requieren de materiales con mayor relación resistenciapeso para vehículos aeroespaciales. Los ingenieros químicos y los expertos en materiales procuran descubrir materiales más resistentes a la corrosión. Distintas industrias buscan materiales y dispositivos inteligentes y sistemas microelectromecánicos para usarlos como detectores y accionadores en sus respectivas aplicaciones. Recientemente, el campo de los nanomateriales ha captado mucho la atención de científicos e ingenieros de todo el mundo. Las novedosas propiedades estructurales, químicas y mecánicas de los nanomateriales han abierto nuevas y emocionantes posibilidades en la aplicación de estos materiales a diferentes campos de la ingeniería y la medicina. Éstos son tan sólo unos ejemplos de la búsqueda de los ingenieros y los científicos de nuevos y mejores materiales y procesos para innumerables aplicaciones. ¡En muchos casos lo que ayer era imposible hoy es realidad!

Opportunity y Spirit, dos “robots geólogos” diseñados y construidos por la NASALas misiones a

Marte amplían las fronteras del conocimiento y la capacidad de creación en el campo de la ciencia y de la ingeniería de los materiales. Mediante el estudio de la ciencia e ingeniería de los materiales, es posible percatarse de los desafíos y complejidades que implican esas misiones.

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

METALES

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

LOS METALES SE CLASIFICAN EN METALES FERROSOS Y NO FERROSOS: Metales Ferrosos: Son aquello que contiene hierro como elemento base, pueden llevar pequeñas porciones de otros. Tipos de minerales de hierro: Magnetita

Limonita Siderita

Hematites

50%

70%

60%

Metales No Ferrosos: El material no ferroso más usado en la actualidad es el aluminio y las aleaciones que forma con los siguientes elementos: Cu, Mg, Ni, Si, Zn, Li, etc.

Propiedades Resistência mecânica a altas temperaturas Eletricamente isolante ou semicondutores Propriedades magnéticas e dielétricas e baixa tenacidade .

Se obtienen a partir de sílice fundida, el proceso de enfriamiento es lento. Presentan una gran resistencia mecánica y soportan altas temperaturas.

Son aquellos que son propios de la naturaleza.

CERÂMICA PARÂMETRO

TRADICIONAL

AVANÇADA

Matéria-prima

Natural

Sintética

Tamanho de partícula

0,5 - 1000 μm

< 10 μm

Preparação do pó

Convencional

Altamente controlado

Conformação

Convencional

Altamente controlado

Sinterização

Considerável % de fase liquida

Pouca ou nenhuma fase vítrea

Microestrutura

Microscopia ótica

Microscopia eletrônica

DIATOMITA

SILLAR-IGNIMBRITA

BENTONITA

• Componentes para turbinas, permite la entrada de gases calientes. • Bolas de rodamiento • Herramientas de corte

Filtros cerámicos

Los polímeros son moléculas de gran tamaño formadas por la unión de compuestos orgánicos (monómeros) mediante enlaces covalentes.

 NATURALES Son las sustancias plásticas que no necesitan de un procesos, ya que están formadas en su totalidad por compuestos naturales, que proceden en su mayoría de animales y vegetales. Los plásticos naturales suelen tener los enlaces moleculares de forma bidimensional aunque también se pueden dar casos de enlaces lineales pero estos casos con este tipo de enlace son mucho mas extraños. Un ejemplo de plástico natural es caucho.

CAUCH O

 SINTÉTICOS Son todas aquellas sustancias plásticas, que mediante la polimerización de algunas moléculas muy sencillas, se obtienen en fábricas y laboratorios. Los plásticos sintéticos se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría de plásticos pertenecen a este grupo.

Homopolímeros: Un sólo monómero. Heteropolímeros: Varios monómeros. Si son dos se llaman copolímeros.

Son reciclables por calor. Esto es posible porque sus macromoléculas se disponen de forma lineal o ramificada. La temperatura máxima de exposición es de 150º, aunque algunos como el teflón resisten más. Ejemplos: Polietileno (HDPE y LDPE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno (PS), polietileno tereftalato (PET), policarbonatos (PC), metacrilatos (PMMA), politetrafluoretileno

Son un plástico rígido, más resistente a la temperatura, pero más frágil que los termoplásticos. Ejemplos: Fenoles (PF), Aminas (MF), Resinas de poliéster (UP), Resinas epoxi (EP), ...

Forman una red de malla con pocos enlaces, lo que les permite deformarse elásticamente. No soportan bien el calor y se degradan a temperaturas medias. Ejemplos: Caucho, neopreno, poliuretano, silicona...

 Es un material flexible, resistente, ligero y aislante de la electricidad y del calor.  Baja conductividad eléctrica.  Fácil de trabajar y de moldear, económico y ligero.  Admite pigmentos de gran variedad de colores.  Además, puede combinarse con otro tipo de materiales para mejorar sus propiedades.

EXTRUCCION

SOPLADO

Son materiales formados por dos o mas constituyentes, las cuales presentan distintas propiedades de acuerdo a sus componentes. Esta constituido por dos fases:  Fase continua (matriz)  Fase dispersa (agente reforzante). Es un compuesto laminar de capas de madera

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4. Composites -Combinación de 2 o mas materiales diferente

- Combinación de las mejores características de cada uno de sus componentes - Mejores propiedades que como componentes individuales -Ejemplos: Fibra de vidrio, textiles, llantas de vehiculos, madera, etc. Introducción a Ingeniería de Materiales 2017

Fibra de vidrio

Fibra de carbono

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Fibras aramidas

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Esta constituido por dos fases:  Fase continua (matriz polimérica)  Fase dispersa (agente reforzante como fibra de vidrio)

Esta constituido por dos fases:  Fase continua (matriz de cemento)  Fase dispersa (agente reforzante como arena gruesa o grava)

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Materiales Avanzados 1.- Semiconductores Es un material aislante que, cuando se le añaden ciertas sustancias o en un determinado contexto, se vuelve conductor, esto quiere decir que, de acuerdo a determinados factores, el semiconductor actúa a modo de aislante o como conductor.

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SEMICONDUCTORES

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Semiconductores

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2. Superconductor

Material que posee la capacidad intrínseca de conducir corriente eléctrica sin perdida de energía por disipación de calor. Materiales cuando al ser enfriados, dejan de ejercer resistencia al paso de la corriente eléctrica y el material se convierte en un conductor eléctrico de tipo perfecto.

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Superconductores

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Biomateriales 77

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Materiales con memoria 78 Shape memory materials, se caracterizan porque pueden cambiar de forma al ser activados por calor o electricidad.

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Nanotubos de carbono

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Nanomateriales Los nanomateriales son materiales cuyos principales constituyentes tienen una dimensión de entre 1 y 100 mil millonésimas partes de un metro(1 nm = 1x10-9 m).

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BIBLIOGRAFIA • FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES, WILLIAM F. SMITH

• CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES, DONALD ASKELAND • CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES , CALLISTER • ROBER MOTT, RESISTENCIA DE MATERIALES, 3 EDICION • PAPER Y OTROS DOCUMENTOS

GRACIAS! !!!