Materiales II: Cerámicas, Polímeros y Materiales Compuestos Ciencia y Tecnología de los Polímeros Introducción a los Materiales

Ciencia y Tecnología de los Materiales

Tema I: Introducción

1

Lección 1: Introducción a los Materiales

TEMA I Introducción Materiales II: Cerámicas, Polímeros y Materiales Compuestos Ciencia y Tecnología de los Polímeros

LECCIÓN 1 Introducción a los Materiales

Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

1.1 MATERIALES E INGENIERÍA

Ciencia y Tecnología de los Materiales

Material: sustancia constituyente de componentes y estructuras

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• Madera

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• Acero

• Vidrio

• Hormigón

• Ladrillo

Tema I: Introducción

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Ciencia y Tecnología de los Materiales

• Caucho

3

• Aluminio

Materiales II: Cerámicas, Polímeros y Materiales Compuestos • Plástico Ciencia y Tecnología de los Polímeros

• Papel

• Cobre

Tema I: Introducción

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Ciencia y Tecnología de los Materiales

Su uso ha sufrido un proceso evolutivo:

4

- Selección - Diseño (producción y procesado)

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Tema I: Introducción

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Ciencia y Tecnología de los Materiales

• Búsqueda de nuevos materiales

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Ingenieros mecánicos: resistencia a alta temperatura

Ingenieros aeronáuticos: mejora relación resistencia – peso

Ingenieros eléctricos: mayor velocidad de operación

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Ingenieros químicos: mayor resistencia a la corrosión

EL INGENIERO DEBE CONOCER SU ESTRUCTURA INTERNA Y PROPIEDADES

Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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1.2 CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES

6



Ciencia de Materiales: – conocimientos básicos sobre estructura, propiedades y procesado



Ingeniería de Materiales: – vertiente práctica o aplicada de los conocimientos científicos



Tecnología de Materiales: – arte de producir, procesar y conformar Materiales II: Cerámicas, Polímeros y Materiales Compuestos Ciencia y Tecnología de los Polímeros

Ciencia e Ingeniería Ingeniería

Ciencia

Conocimiento Básico

Resultante del conocimiento de la estructura, propiedades, procesado y comportamiento

Conocimiento Aplicado

Tema I: Introducción

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1.3 TIPOS Y PROPIEDADES

7



Tipos de materiales Polímeros Cerámicos y vidrios

Metales Materiales II: Cerámicas, Polímeros y Materiales Compuestos Ciencia y Tecnología de los Polímeros

Electrónicos

Compuestos

Tema I: Introducción

Ciencia y Tecnología de los Materiales



8

Lección 1: Introducción a los Materiales

Propiedades de los materiales

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Tema I: Introducción

Ciencia y Tecnología de los Materiales



9

Lección 1: Introducción a los Materiales

Ejemplo: diseño de un destornillador con mango de plástico

Módulo de elasticidad Vástago ACERO

Límite elástico

Dureza Tenacidad a fractura

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Facilidad de fabricación Mango PMMA

Densidad Estética Precio

Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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1.4 PRECIO Y DISPONIBILIDAD

10

El precio y la disponibilidad son factores importantes y, en ocasiones, determinantes para seleccionar materiales en casos concretos de aplicación.





Precio

€ / ton 60 – 600

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600 – 6 000

6 000 – 60 000

60 000 – 12 000 000 > 120 000 000

Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

Ciencia y Tecnología de los Materiales

Sujetos a la ley de la oferta y la demanda y factores políticos

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Tema I: Introducción

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

12

Lección 1: Introducción a los Materiales

Disponibilidad

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Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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1.5 RELACIÓN ENTRE ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y PROCESADO

13



La estructura de un material puede considerarse a distintos niveles •

Atómico (eléctrico, magnético, térmico, óptico)

•

Microscópico

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Cristalina (difracción de rayos-X)

•

Granular o micrográfica (MO y MEB)

Macroscópico (simple vista)

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

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Lección 1: Introducción a los Materiales

Relación ternaria entre estructura interna del material, procesado y propiedades finales Procesos de fabricación: moldeo soldadura, atornillado, roblonado

forjado, trefilado, extrusión, laminado, … sinterizado mecanizado



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Cuando el ingeniero cambia uno de los tres aspectos, cualquiera de los otros también se verá alterado

Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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1.6 EFECTOS AMBIENTALES SOBRE EL COMPORTAMIENTO

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

Esfuerzo: estático, dinámico ...



Temperatura: resistencia



Medio ambiente: oxidación, corrosión ...



Radiación ultravioleta: polímeros



Radiación neutrónica: aceros de vasijas

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Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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1.7 TENDENCIAS FUTURAS EN EL USO DE LOS MATERIALES

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Tema I: Introducción

Lección 1: Introducción a los Materiales

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En el futuro habrá que enfrentarse a la escasez de materiales de ingeniería

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DISEÑO EFICIENTE

SUSTITUCIÓN

RECICLADO

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1.8 ACTIVIDADES DE SEGUIMIENTO

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Trabajo-resumen de la LECCION 1 “INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES” del libro de Apuntes de FUNDAMENTOS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE

MATERIALES (Jesús Setién y José Mª Varona)

Relación de 5 objetos constituidos total o parcialmente de cada uno de los siguientes tipos de materiales: madera, hormigón, ladrillo, acero, plástico, vidrio, caucho, aluminio, cobre y papel.

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