Nuevos materiales

1. Aleaciones2. Cerámicas3. Polímeros 4. Composites5. Nanotecnología6. Metamateriales

1. Metales y aleacioneso Sustancias o mezclas

formadas básicamente por elementos metálicos

Propiedadeso Elevada conductividad

eléctrica y térmicao Resistencia mecánicao Plásticos, dúctiles y

maleables Tipos • Férreas • No

férreas

1. Historia de la metalurgia

o 3000 A.C.: Edad del Bronce

o Aleación de cobre y estaño

o Mayor resistencia que el cobre puro

o Metalurgia sencilla

1. Edad del Hierro

o 1500 A.C.: Edad del Hierro

o Metalurgia a mayor temperatura (1536 º C)

o Descubrimiento del acero (hititas)

o Tenaz y resistenteo 1855: Horno

Bessemer© Jose M. Benito

1. Tratados de Metalurgia

o 1540: V. Biringuccio: “La Pirotecnia”

o 1556: G. Agricola (G. Bauer): “De Re metallica”

o 1784: Francisco J. Sarriá: Ensayo de metalurgia

1. Aluminio

o Muy abundante en la corteza

o 1886: desarrollo de la electrólisis del aluminio

o Muy ligeroo No presenta

problemas de corrosión

1. Titanio

o 1791: descubrimiento del titanio

o Cuarto metal más abundante

o 1946: desarrollo del método de producción industrial

o Ligero y de elevada resistencia mecánica

o Industria aeroespacial y medicina

1. Nuevas aleaciones

o Aleaciones pesadas: cuproníquel, alpaca, cuproaluminio,…

o Aleaciones ligeras: duraluminio, Al-Mg, Al-Si

o Tratamientos especiales: galvanizado, sinterización, tratamiento superficiales

2. Cerámica

o Materiales inorgánicos compuestos por metales y no metales cohesionados

Propiedadeso Elevada durezao Resistencia al ataque

químico y a temperaturas elevadas

o Aislanteso Frágiles

2. Cerámica

o 10000 A.C.: Primeras piezas de cerámica

o 4000 A.C.: Invención del torno

o 2500 A.C.: Cerámica campaniforme

2. Nuevas cerámicas

o Nitruro de silicio, Si3N4

o Carburo del silicio, SiCo Zirconia, ZrO2

o Alúmina, Al2O3 o Diboruro de titanio TiB2

o Nitruro de aluminio, AlNo Oxinitrato de aluminio

de silicio, SiAlONo Aplicaciones: industria

aerospacial..

3. Polímeros

o Materiales orgánicos formados por grandes macromoléculas compuestas por subunidades más pequeñas (monómeros)

Propiedades:o Baja densidado Resistenciao Ductibilidad y

maleabilidad

3. Tipos de polímeros

o Naturales- sintéticos

o Homopolímeros- copolímeros

o Lineales-ramificados

o Termoestables- termoplásticos

o Adición - condensación

3. Polímeros de adición

o Polietilenoo Poliestiren

oo Teflóno PVCo Metacrilatoo Resinas

epoxi

3. Polímeros de condensación

o Poliésteres: PET, policarbonato

o Poliamidas: nailon, kevlar, neopreno

4. Composites

o Materiales formados por dos partes, una matriz continua y otro que le sirve de refuerzo, que puede ser laminar, fibrosa o partícula

o Propiedadeso Gran resistenciao Baja densidad

4. Tipos de composites

o Fibra de carbono

o Composites cerámicos

o Resinas de poliéster

o Kevlar

5. Nanotecnología

5. Nanotecnología

5. Grafeno

o 1962: Síntesis por Boehm

o 2010: Andre Geim y Konstantín Novosielov (Nobel de Física 2010)

5. Fulerenos

o 1985: Síntesis por H. Kroto (Nobel de Química 1996)

5. Fulerenos

Aplicacioneso Conductores de la

electricidad

o Vehiculo de antibióticos o tratamiento específicos

o Fabricación de polímeros

5. Nanotubulos

o Estructuras tubulares sintetizadas por S. Iijima

Aplicaciones:

o Fibras textiles

o Dianas moleculares

o Fabricación de polímeros

6. Metamateriales

o Materiales con índices de refracción negativos

o Transmiten la luz y se comportan como materiales transparentes

o H.G. Wells: “El hombre invisible”