Ingenieria de los materiales

Ingeniería de los Materiales

Se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades.


Acero: es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso[1] de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de los aceros—, se moldean.

Asfalto: es un material viscoso, pegajoso y de color negro, usado como aglomerante en mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, autovías o autopistas. También es utilizado en impermeabilizantes. Está presente en el petróleo crudo y compuesto casi por completo de betumen.

Grava: En geología y en construcción se denomina grava a las rocas de tamaño comprendido entre 2 y 64 mm, aunque no existe homogeneidad de criterio para el límite superior. Pueden ser producidas por el hombre, en cuyo caso suele denominarse “piedra partida” o “chancada”, y naturales.

Geotextiles: como su nombre lo indica se asemejan a textiles, telas, que se pueden enrollar, cortar, coser. Se utilizan en obras de ingeniería, especialmente cuando se trata de construcciones donde intervienen diferentes tipos de suelo.
Limo: es un material suelto con una granulometría comprendida entre la arena fina y la arcilla. Es un sedimento clástico incoherente transportado en suspensión por los ríos y por el viento, que se deposita en el lecho de los cursos de agua o sobre los terrenos que han sido inundados. Para que se clasifique como tal, el diámetro de las partículas de limo varía de 0,002 mm a 0,06 mm.


Metal: se usa para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, y son sólidos en temperaturas normales.
El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce.
Propiedades:
Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse al recibir fuerzas bruscas (golpes).
Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.

Aplicaciones: los metales se utilizan en diferentes ramas de la ingeniería por ejemplo en la ingeniería aeronáutica, química, civil, marítima, etc.
Los metales se usan para:
-Elaboración de herramientas, instrumentos y elementos para las construcciones civiles, de buques y automóviles.
-Casas y edificios (Estructuras resistentes fabricadas en acero dan forma a edificios, rascacielos y viviendas unifamiliares.
-Puentes: modernos, colgantes, de arco, de vigas triangulados.
-Esculturas contemporáneas.
-Veleros, buques.
-Envases.
-Pilotes.
-Utensilios de cocina.


Cerámicos: se refiere a la arcilla en todas sus formas. Sin embargo, el uso moderno de este término incluye a todos los materiales inorgánicos no metálicos que se forman por acción del calor.
Propiedades:
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos.
Termofluencia: La conservación de las propiedades mecánicas a altas temperaturas toma gran importancia en determinados sectores como la industria aeroespacial. Los materiales cerámicos poseen por lo general una buena resistencia a la termo fluencia. Esto es debido principalmente a dos factores en el caso de cerámicos cristalinos: altos valores de temperatura de fusión y elevada energía de activación para que comience la difusión.
Choque térmico: Se define como la fractura de un material como resultado de un cambio brusco de temperatura. Esta variación repentina da lugar a tensiones superficiales de tracción que llevan a la fractura. Entre los factores que condicionan la resistencia al choque térmico toma gran importancia la porosidad del material. Al disminuir la porosidad (aumentar la densidad) la resistencia al choque térmico y las características de aislamiento se reducen, mientras que la resistencia mecánica y la capacidad de carga aumentan. Muchos materiales son usados en estados muy porosos y es frecuente encontrar materiales combinados: una capa porosa con buenas propiedades de aislamiento combinada con una delgada chaqueta de material más denso que provee resistencia.
Estos materiales muestran deformaciones plásticas. Sin embargo, debido a la rigidez de la estructura de los componentes cristalinos hay pocos sistemas de deslizamientos para dislocaciones de movimiento y la deformación ocurre de forma muy lenta.
La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles, por lo que no son conductores de electricidad.

Aplicaciones: los cerámicos se usan en distintas ramas de la ingeniería por ejemplo en la ingeniería civil, eléctrica, electrónica, etc.
Los cerámicos se usan para:
-La elaboración del ladrillo común
-La elaboración de la porcelana fina

Polímeros: son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeras.
Propiedades:
Los polímeros industriales en general son malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes.
Las propiedades eléctricas de los polímeros industriales están determinadas principalmente, por la naturaleza química del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad) y son poco sensibles a la micro estructura cristalina o amorfa del material, que afecta mucho más a las propiedades mecánicas.
Aplicaciones: los polímeros se usan en la ingeniería industrial, química, eléctrica, electrónica, etc.
Se usan para:
-fabricar recubrimientos
-plásticos
-Adhesivos
-fibras

Materiales compuestos: aquellos materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.
Propiedades:
Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y separables mecánicamente.
Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles entre sí y separadas por una interface.
Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).
No pertenecen a los materiales compuestos aquellos materiales polifásicos, como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se cambian la composición de las fases presentes.
Aplicaciones: los materiales compuestos son usados en diferentes áreas de la ingeniería por ejemplo en la aeronáutica, biomédica, de trasportes, industrial, etc.

-Electrónica: La mayoría de equipos eléctricos y electrónicos que se utilizan actualmente no serían práctica ni económicamente posibles sin materiales compuestos.
- Construcción: La facilidad de montaje y durabilidad hace que los materiales compuestos, dentro de este campo, encuentren cada vez más aplicaciones.
- Medicina: Los profesionales de este campo dependen de los materiales compuestos, por ejemplo bolsas intravenosas, implantes de silicona, etc. Los distintos tipos de materiales permiten mejorar y en algunos casos prolongar vidas, como es el caso de corazones artificiales, los tubos de aorta, etc.
- Transporte: Para los automóviles y camiones de hoy, los materiales compuestos ofrecen una amplia variedad de beneficios, incluyendo durabilidad, resistencia a la corrosión, ligereza, cristales de seguridad y depósitos de combustible entre otros.
- Aeronáutica: Durante los últimos 50 años, la tecnología aeronáutica ha evolucionado, concediendo a los materiales compuestos un papel muy importante dentro de este campo. La ligereza de los MC permite proteger el combustible ante diferencias de presión ambienta.
- entretenimiento: La amplia gama de propiedades disponibles en estos materiales, los ha hecho formar parte de todo tipo de deportes y equipos acuáticos, terrestres y actividades aéreas. Las ruedas de los patines, que son abrasivas, llevan poliuretano resistente. Las raquetas de tenis se modelan utilizando plásticos reforzados con fibras de vidrio, aramida, carbono, etc. Los esquís están formados por MC laminados reforzados especialmente para eliminar las vibraciones a altas velocidades. Una alta tecnología avanzada como esta es la que se aplica a las tablas de surf, stocks de hockey, veleros, canoas y otros equipos.
- Embalajes: Cuando el problema de los embalajes es la resistencia, normalmente los materiales compuestos son la respuesta, algunas veces la única solución.


Materiales orgánicos: se les denomina así cuando contienen células animales o vegetales
Propiedades:
Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como los alcoholes y los tretracloruros.
No se disuelven en agua y no soportan altas temperaturas.

Aplicaciones: los materiales compuestos se usan en diversas ingenierías como en la agrícola, industrial, textil, física, química, etc.
-Materiales relacionados con aplicaciones en salud e higiene industrial, ambiente, alimentos y agricultura, materias primas y productos industriales, combustibles y gases; así como materiales de referencia para propiedades físicas como actividad iónica y propiedades poliméricas.







“Colegio de Estudios Científicos Y Tecnológicos del Estado de Querétaro”


Semestre: 2

Grupo: H

Proyecto: Bases de Ingeniería

Tema: Ingeniería de los materiales