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• Bryan Sutta

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PROBLEMAS DE METALURGIA FISICA I

1-10. EL ALUMINIO TIENE UNA DENSIDAD DE 2.7 g/cm 3 . SUPONGA QUE DESEA PRODUCIR UN MATERIAL COMPEUSTO BASADO EN ALUMINIO CON UNA DENSIDAD DE 1.5 g/cm3. DISEÑE UN MATERIAL QUE TENGA ESA DENSIDAD. ¿PUDIERA SER UNA POSIBILIDAD INTRODUCIR ESFERAS DE POLIETILENO DE UNA DENSIDAD DE 0.95 g/cm3 DENTRO DEL ALUMINIO? Con el fin de producir un material compuesto de aluminio-matriz con una densidad de 1,5 g/cm3, tendríamos que seleccionar un amterial con una densidad mucho menor de 1,5 g/cm3. Una posibilidad podrían ser cuentas de vidrio. A pesar de vasos de cerámica tienen una densidad comparable a la del aluminio, una perla hueca tienen una densidad muy baja: el vidrio también tiene una alta temperatura de fusión y se podrían introducir en aluminio liquido para la transformación en una prueba. 1-12. SE NECESITAN SEPARAR FÍSICAMENTE DISTINTOS MATERIALES EN UNA PLANTA DE RECICLAJE DE CHATARRA. DESCRIBA ALGUNOS MÉTODOS POSIBLES QUE PUDIERAS UTILIZARSE PARA SEPARAR MATERIALES COMO POLÍMEROS, ALEACIONES DE ALUMINIO Y ACEROS. Aprovechando las propiedades físicas distintas entre polímeros, aleaciones de Al y acero, podemos ver diferentes formas de separación: a) Propiedades magnéticas Pasando un imán sobre los desechos materiales, podemos separar el acero del resto ya que éste contiene Fe en su composición y, en muchos casos, le proporciona propiedades magnéticas. Los otros dos materiales no son magnéticos pero podemos separarlos por los siguientes métodos. b) Vía electrolítica. Poniendo los materiales desechos en una disolución con dos electrolitos, podremos separar los materiales de Al de los polímeros ya que el aluminio queda adherido a los electrolitos debido a sus propiedades eléctricas, mientras que los polímeros quedarían en la disolución (materiales aislantes) c) Por diferencia de densidad Introduciendo los materiales en una disolución o una corriente de líquido se observa que los más densos serán los primeros en caer (precipitar). De esta forma, el orden de salida sería: aceros (mayor densidad), aluminio y polímeros (menor densidad)

1-13. ALGUNOS PISTONES PARA MOTOR DE AUTOMÓVILES PUEDEN PRODUCIRSE A PARTIR DE UN MATERIAL COMPUESTO QUE CONTIENE PEQUEÑAS PARTÍCULAS DURAS DE CARBURO DE SILICIO EN UNA MATRIZ DE ALEACIÓN DE ALUMINIO. EXPLIQUE EL BENEFICIO QUE APORTA CADA UNO DE LOS MATERIALES DEL COMPUESTO AL PISTÓN. ¿QUÉ PROBLEMAS PUDIERAN CAUSAR LAS DISTINTAS PROPIEDADES DE AMBOS MATERIALES EN LA PRODUCCIÓN DE DICHO COMPONENTE? El aluminio ofrece una buena transferencia de calor debido a su alta conductividad térmica. Tiene una buena ductilidad y tenacidad, resistencia razonablemente buena, y es fácil de reparto y el proceso. El carburo de silicio, una cerámica, es duro y fuerte, ofreciendo buena resistencia al desgaste, y también tiene una alta temperatura de fusión. Ofrece buena resistencia al aluminio, incluso a temperaturas elevadas. Sin embargo puede haber problemas de la producción del material, por ejemplo, el carburo de silicio no puede ser distribuido uniformemente en la matriz de aluminio si los pistones son producidos por fundición. Es preciso asegurar una buena unión entre las partículas y el aluminio. La química de superficie por lo tanto debe ser entendida. Las diferencias en la expansión y contracción con los cambios de temperatura pueden provocar descementado e incluso grietas en el compuesto.