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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO Instituto Tecnológico de Comitán

1.2.-RESUMEN

CARRERA: Ingeniería Industrial

MATERIA: Propiedades de la materia

CATEDRATICO: Ing. Jesús Iván Román Montiel

NOMBRE DEL ALUMNO: Zamorano Gutiérrez Reyna Isabel

No. DE CONTROL: A15700531 COMITÁN DE DOMÍNGUEZ, CHIAPAS, 14 DE ABRIL DE 2016

Av. Instituto Tecnológico Km. 3.5. Colonia Yocnajab, El Rosario. C.P. 30000

Comitán, Chiapas. Tels 963 63 2 62 70, 963 63 2 25 17, e- mail: itc@itcomitan.edu.mx www.itcomitan.ed

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ÍNDICE

CAPITULO 6…………………………………………………………………3

CAPITULO 7…………………………………………………………………7

CAPITULO 8…………………………………………………………………10

CAPITULO 9……………………………………..………………………….15

CONCLUSION………………………………………………………………17

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………..18

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RESUMEN CAPITULO 6

Una aleación es un metal compuesto de dos o más elementos, al menos uno de los cuales es metálico

SOLUCIONES SOLIDAS

a aleación en la que un elemento se disuelve en otro para formar una estructura de fase única

o sólida sustitucional, en la que los átomos del elemento solvente son remplazados en su celda

unitaria por el elemento disuelto

o solución sólida intersticial, en la que los átomos

o del elemento solvente se acomodan en los espacios vacíos entre los átomos del metal

o base, en la estructura reticular

FASES INTERMEDIAS

o Cuando la cantidad del elemento solvente en la aleación excede el límite de solubilidad

sólida del metal base, en la aleación se forma una segunda fase

diagrama de fase es un medio gráfico de representarlas fases de un sistema de aleación

metálica como una función de la composición y la temperatura

El análisis del diagrama se limitará a sistemas de aleaciones que consisten en dos elementos a

presiones atmosféricas. Este tipo de diagrama se denomina diagrama de fase binaria.

En la práctica, cuando una aleación se solidifica (por ejemplo, en una fundición), en la masa

sólida ocurre una segregación debido a condiciones de no equilibrio.

En general, una aleación eutéctica es una composición particular en un sistema de aleación

para la que el solidus y liquidus están a la misma temperatura. La temperatura eutéctica

correspondiente, el punto de fusión de la composición eutéctica, es de 183 ºC (362 ºF), en este

caso. La temperatura eutéctica siempre es el punto de fusión más bajo para un sistema de

aleación (el término eutéctico se deriva de la palabra griega eutektos, que significa que se funde

con facilidad

Los metales ferrosos se basan en el hierro, uno de los metales más antiguamente conocí dos

por el hombre. El hierro, como producto comercial, se encuentra disponible con varios niveles

de pureza. El hierro electrolítico es el más puro, con cerca de 99.99%, se usa en investigación y

otros propósitos en los que se requiere al metal puro. El hierro de lingote contiene alrededor de

0.1% de impurezas (inclusive cerca de 0.01% de carbono), y se usa en aplicaciones en las que

se necesitan ductilidad o resistencia a la corrosión elevadas. El hierro forjado contiene un 3% de

escoria pero muy poco carbono, y se le da forma con facilidad en operaciones de formado en

caliente, como la forja.

Con 4.3% de carbono, en el diagrama se observa una composición eutéctica. Existe una

característica similar en la región sólida del diagrama con 0.77% de carbón y 723 ºC (1 333 ºF).

Ésta se denomina composición eutectoide. Los aceros por debajo de este nivel de carbono se

conocen como aceros hipoeutectoides, y por arriba de ese nivel, de 0.77% a 2.1%, se les llama

aceros hipereutectoides

El mineral principal que se usa para producir hierro y acero es la hematita (Fe2 O3). Otros

minerales de hierro son la magnetita (Fe3 O4), siderita (FeCO3) y la limonita (Fe2 O3 -xH2 O)

donde el valor de x es de alrededor de 1.5).

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Otras materias primas necesarias para reducir hierro de las menas son el coque y la roca caliza.

El coque es un combustible de carbono alto que se produce por medio de calentar durante

varias horas carbón bituminoso en una atmósfera escasa en oxígeno

Para producir hierro, se coloca una carga de mineral, coque y caliza en la parte superior de un

alto horno en el que se fuerzan gases calientes dentro de la parte baja de la cámara a tasas

elevadas para llevar a cabo la combustión y reducción del hierro

Desde la mitad del siglo XIX, se han inventado cierto número de procesos para refinar hierro de

primera fundición y obtener acero

El horno de oxígeno básico produce alrededor del 70% del acero de Estados Unidos. El BOF es

una adaptación del convertidor Bessemer. Mientras que el proceso Bessemer utiliza aire que

pasa a través del arrabio fundido para quemar las impurezas, el proceso de oxígeno básico

utiliza oxígeno puro

El horno de arco eléctrico produce alrededor del 30% del acero de Estados Unidos.

Los aceros producidos por hornos BOF o eléctricos se solidifican para procesarlos

posteriormente, ya sea como lingotes fundidos o por fundición continua.

La fundición o colada continua se aplica mucho en la producción de aluminio y cobre, pero es

mucho más destacada en la de acero. El proceso consiste en remplazar los lingotes fundidos

porque la productividad se incrementa en forma notable. La fundición de lingotes es un proceso

discreto. proceso de fundición continua, también llamado fundición de filamento,

El acero es una aleación de hierro que tiene un contenido de carbono que varía entre 0.02% y

2.11%. Es frecuente que también incluya otros ingredientes de aleación: manganeso, cromo,

níquel y molibdeno; pero es el contenido de carbono lo que convierte al hierro en acero.

Aceros al carbono Estos aceros contienen carbono como elemento principal de la aleación, y

sólo pequeñas cantidades de otros elementos

Aceros al bajo carbono. Contienen menos del 0.20% de C y son por mucho los más utilizados

Aceros al medio carbono. Su contenido de carbono varía entre 0.20% y 0.50%, y se especifican

para aplicaciones que requieren una resistencia mayor que las de los aceros al bajo carbono.

Aceros al alto carbono. Contienen carbono en cantidades superiores a 0.50% y se especifican

para aplicaciones que necesitan resistencias aún mayores y también rigidez y dureza.

Aceros de baja aleación Son aleaciones de hierro−carbono que contienen elementos adicionales en

cantidades que totalizan menos de 5% del peso. Debido a estas adiciones, los aceros de baja aleación

tienen propiedades mecánicas superiores a las de los simples al carbono para aplicaciones dadas. Los

elementos comunes de aleación que se agregan al acero son cromo, manganeso, molibdeno, níquel y

vanadio. Los aceros de baja aleación no sueldan con facilidad, en especial con niveles de carbono

medios y altos.

Los aceros inoxidables constituyen un grupo de aceros altamente aleados diseñados para proporcionar

gran resistencia a la corrosión.

Los aceros inoxidables se dividen por tradición en tres grupos que reciben su nombre por la fase

predominante presente en la aleación a temperatura ambiente:

o Inoxidables auténticos

o Inoxidables ferríticos

o Inoxidables martensíticos

o Aceros inoxidables de precipitación.

o Inoxidables dúplex

Aceros para herramientas

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Los aceros para herramientas son una clase (por lo general) altamente aleada diseñada para su uso en

herramientas de corte industriales, troqueles y moldes.

Aceros para herramientas de alta velocidad. Se usan como herramientas de corte en procesos

de maquinado

Aceros de herramientas para trabajos en caliente. Están pensados para usarse con troqueles

de trabajos en caliente para forjado, extrusión y moldes para fundición

Aceros de herramientas para trabajos en frío. Son aceros para troqueles que se emplean en

operaciones de trabajo en frío, tales como moldear láminas metálicas, extrusión en frío y ciertas

operaciones de forja

Aceros para herramienta de endurecimiento por agua. Tienen contenido elevado de carbono

con poco o nada de otros elementos de aleación

Aceros de herramientas resistentes a los golpes. Están hechos para usarse en aplicaciones en

las que se requiere mucha tenacidad, como en muchos cortes de lámina metálica, punzonado y

operaciones de doblado

Aceros para moldes. Se utilizan para fabricar moldes para plásticos y caucho.

Aceros para herramientas de baja aleación. Por lo general se reservan para aplicaciones

especiales.

El hierro colado es una aleación de hierro que contiene de 2.1% a 4% de carbono, y de 1% a 3%

de silicio. Su composición lo hace muy apropiado como metal de fundición.

Hierro colado gris Éste tiene el tonelaje mayor entre los hierros colados. Tiene una con posición

que va de 2.5% a 4% de carbono y de 1% a 3% de silicio. Esta química da como resultado la

formación de escamas de grafito (carbono) distribuidas en todo el cuerpo fundido hasta que se

solidifica.

Hierro dúctil Este es un hierro con la composición del gris en el que el metal fundido recibe

tratamiento químico antes de vaciarlo para ocasionar la formación de esferoides de grafito en

lugar de escamas

Hierro colado blanco Este hierro colado tiene menos carbono y silicio que el gris. Se forma por

un enfriamiento más rápido del metal fundido después del vertido, lo que hace que el carbono

permanezca en combinación química con el hierro en forma de cementita (Fe3 C), en vez de

precipitarse de la solución en forma de escamas. Cuando se fractura, la superficie adquiere una

apariencia cristalina blanca que le da su nombre al hierro.

Hierro maleable Cuando las piezas fundidas de hierro colado blanco se tratan térmicamente

para separar el carbono de la solución y formar agregados de grafito, el metal que resulta se

llama hierro maleable.

Los metales no ferrosos incluyen elementos y aleaciones metálicas que no se

basan en el hierro. Los metales más importantes de la ingeniería en el grupo de los no ferrosos

son el aluminio, el cobre, el magnesio, el níquel, el titanio y el zinc, así como sus aleaciones.

El aluminio y el magnesio son metales ligeros y por esta característica es

frecuente que se les especifique en aplicaciones de ingeniería. Ambos elementos abundan en

nuestro planeta, el aluminio en la tierra y el magnesio en el mar, aunque ninguno se extrae con

facilidad de su estado natural.

Producción de aluminio El mineral principal de aluminio es la bauxita, que

consiste por mucho en óxido de aluminio hidratado (Al2 O3 -H2 O) y otros óxidos. La extracción

del aluminio a partir de la bauxita se resume en tres pasos:

1) lavado y trituración del mineral.

2) proceso Bayer, en el que la bauxita se convierte en alúmina pura (Al2 O3)

3) electrólisis, en el que la alúmina se separa en aluminio y oxígeno gaseoso (O2)

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El proceso Bayer, llamado así en honor del químico alemán que lo creó, involucra una solución

de polvo de bauxita en sosa cáustica acuosa (NaOH) a presión, seguida de precipitación de Al2

O3 puro de la solución.

La electrólisis para separar el Al2 O3 en sus elementos constitutivos requiere de disolver el

precipitado en un baño de fundición de criolita (Na3 AlF6) y sujetar la solución a una corriente

directa entre las placas de un horno electrolítico.

El magnesio (Mg) es el más ligero de los metales estructurales. El agua de mar

contiene alrededor de 0.13% de MgCl2 y es la fuente de la mayor parte del magnesio que se

produce en forma comercial.

El cobre (Cu) es uno de los metales más antiguos que se conocen. En los

tiempos antiguos, el cobre existía en la naturaleza como elemento libre. Hoy día, esos depósitos

naturales son más difíciles de encontrar y el metal se extrae de minerales que en su mayoría

son sulfuros, como la calcopirita (CuFeS2).

En muchos aspectos, el níquel (Ni) es similar al hierro. Es magnético y su módulo

de elasticidad es virtualmente el mismo que el del hierro y el acero.

El titanio (Ti) es abundante en la naturaleza, constituye cerca del 1% de la

corteza terrestre (el 8% corresponde al aluminio, el que abunda más). La densidad del titanio

está entre la del aluminio y la del hierro; éste y otros datos se presentan en la tabla 6.1f).

el zinc su punto de fusión bajo lo hace atractivo como metal de fundición.

También da protección contra la corrosión cuando se le usa como recubrimiento del acero o

hierro; el acero galvanizado es acero recubierto con zinc.

Es frecuente que el plomo (Pb) y el estaño (Sn) se estudien juntos debido a sus

temperaturas de fusión bajas, y porque forman aleaciones para soldar que se emplean para

hacer conexiones eléctricas.

Los metales refractarios son aquellos capaces de soportar temperaturas

elevadas. Los más importantes de este grupo son el molibdeno y el tungsteno.

Los metales preciosos, también llamados metales nobles debido a que son

inactivos en cuanto a la química, incluyen el oro, platino y plata. Son metales atractivos,

disponibles en cantidades limitadas,

Las superaleaciones son un grupo de aleaciones de alto rendimiento diseñadas

para satisfacer requerimientos muy exigentes de fortaleza y resistencia a la degradación de su

superficie (corrosión y oxidación) a varias temperaturas de uso.

➣Aleaciones basadas en el hierro. Como ingrediente principal tienen hierro, aunque en ciertos

casos éste es menor de 50% de la composición total.

➣ Aleaciones basadas en el níquel. Por lo general tienen mejor resistencia a las temperaturas

altas que los aceros aleados. El níquel es el metal base. Los elementos principales de la

aleación son el cromo y el cobalto; otros menores son el aluminio, titanio, molibdeno, niobio (Nb)

y hierro. Algunos nombres familiares en este grupo son los de Inconel, Hastelloy y Rene 41.

➣ Aleaciones basadas en el cobalto. Tienen al cobalto (alrededor del 40%) y cromo (quizá el

20%) como sus componentes principales. Otros elementos de la aleación incluyen al níquel,

molibdeno y tungsteno

Los metales reciben su forma por medio de todos los procesos básicos, inclusive

fundición, metalurgia de polvos, procesos de deformación y remoción de material. Además, las

piezas metálicas se unen para formar ensambles por procesos tales como soldadura autógena,

soldadura dura y soldadura suave, y sujeción mecánica. El tratamiento térmico se lleva a cabo

para mejorar las propiedades. Y es común que los procesos de acabado se utilicen para mejorar

la apariencia de las piezas metálicas o para dar protección contra la corrosión.

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RESUMEN CAPITULO 7

Un material cerámico es un compuesto inorgánico que consiste en un metal (o

semimetal) y uno o más no metales. La palabra cerámica proviene del griego keramos, que

significa arcilla de vasijas o trastos hechos de barro* cocido.

Las propiedades generales que hacen a los materiales cerámicos útiles para los productos de

ingeniería son la alta dureza, características buenas de aislamiento térmico y eléctrico,

estabilidad química y temperaturas de fusión elevadas.

Algunos cerámicos son traslúcidos; el ejemplo más claro es el vidrio para ventanas. También

son frágiles y virtualmente no poseen ductilidad, lo que causa problemas tanto en su

procesamiento como en su desempeño.

los materiales cerámicos se clasifican en tres tipos básicos: 1) cerámicos

tradicionales, silicatos que se emplean en productos de arcilla tales como vasijas y ladrillos,

abrasivos comunes y cemento; 2) nuevos cerámicos, creados recientemente con base en

METALES

Metales ferrosos

Aleaciones

Diagramas de fase

Aleaciones y diagramas de

fase

Hierro-carbono

Produccion hierro y acero

Aceros

Hierros colados

Metales no ferrosos

Aluminio

Magnesio

Cobre

Niquel

Titanio

Zinc

Plomo y estaño

Metales refractarios

Metales preciosos

Superaleaciones

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materiales que no son silicatos, tales como óxidos y carburos, y que por lo general poseen

propiedades mecánicas o físicas que los hacen superiores o únicos si se les compara con los

cerámicos tradicionales; y 3) vidrios, con base sobre todo en sílice y que se distinguen de otros

cerámicos por su estructura no cristalina. Además de los tres tipos básicos, se tienen

vidrio-cerámicos, vidrios que han sido transformados en una estructura cristalina grande por

medio del tratamiento térmico.

Los compuestos cerámicos se caracterizan por tener enlaces covalentes e iónicos. La mayoría

de los materiales cerámicos adoptan estructura cristalina.

Algunos materiales cerámicos tienden a adoptar una estructura amorfa o fase vítrea, en vez de

la forma cristalina.

Los materiales cerámicos son rígidos y frágiles, muestran un comportamiento

esfuerzo-deformación caracterizado como perfectamente elástico.

La mayor parte de esos materiales son más ligeros que los metales y más pesados que los

polímeros

Las temperaturas de fusión son mayores que las de la mayoría de los metales, y algunos

materiales cerámicos se descomponen en lugar de fundirse

Los materiales cerámicos con conductividades térmicas bajas y expansiones térmicas

relativamente altas, son susceptibles en especial a fallas de ese tipo, lo que resulta de

gradientes de temperatura y cambios volumétricos significativos en regiones diferentes de la

misma pieza. Los términos choque térmico y agrietamiento térmico se emplean en relación con

esas fallas.

loa cerámicos tradicionales Estos materiales se basan en silicatos minerales, sílice y óxidos

minerales. Los productos principales son el barro cocido (vasijas, vajillas, ladrillos y mosaicos),

cemento y abrasivos naturales tales como la alúmina

Los silicatos minerales, tales como las arcillas de distintas composiciones, y el

sílice, como el cuarzo, se encuentran entre las sustancias más abundantes en la naturaleza, y

constituyen las materias primas principales de los materiales cerámicos tradicionales.

Las arcillas más comunes se basan en el mineral caolinita (Al2 Si2 O5 (OH)4 ).

la plasticidad que adquiere cuando se mezcla con agua, una segunda característica de la arcilla

que la hace muy útil, es que se convierte en un material fuerte y denso cuando se calienta a una

temperatura suficientemente elevada. El tratamiento con calor se conoce como cocimiento.

El feldespato es cualquiera de varios minerales cristalinos que consisten en

silicato de aluminio combinado con cualquiera de los elementos potasio, sodio, calcio o bario.

Por ejemplo mezclado con potasio tiene la composición KAlSi3 O8 .

Otra materia prima importante para los cerámicos tradicionales es la alúmina. La mayor parte de

ésta se procesa a partir del mineral bauxita, que es una mezcla impura de óxido de aluminio

hidratado e hidróxido de aluminio más componentes similares de hierro y manganeso.

Categorías principales de los productos cerámicos tradicionales:

Vasijas y vajillas Esta categoría es una de las más antiguas, tiene miles de años de antigüedad;

aún es una de las más importantes.

Ladrillos y azulejos Los ladrillos para la construcción, tubería de arcilla, tejas no glasea - das

para techos y mosaicos para drenajes, están hechos de distintas arcillas de bajo costo que

contienen sílice y materiales arenosos que existen en depósitos naturales distribuidos con

amplitud

Refractarios Los refractarios cerámicos con frecuencia tienen la forma de ladrillos, son críticos

en muchos procesos industriales que requieren de hornos y crisoles para calentar o fundir

materiales

Abrasivos Los cerámicos tradicionales que se emplean para hacer productos abrasivos tales

como ruedas de esmeril y papel de lija son la alúmina y el carburo de silicio.

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El término nuevos cerámicos se refiere a materiales cerámicos creados en forma sintética durante las

décadas recientes, y por medio de mejoras en las técnicas de procesamiento que dan un control mayor

sobre las estructuras y propiedades de los cerámicos. El óxido más importante de los nuevos cerámicos

es la alúmina.

Los carburos cerámicos incluyen los carburos de silicio (SiC), tungsteno (WC), titanio (TiC), tantalio

(TaC) y cromo (Cr3 C2 ). El carburo de silicio ya se estudió. Aunque es un cerámico hecho por el

hombre, los métodos para su producción se desarrollaron hace un siglo, y por ello generalmente se le

incluye en el grupo de los cerámicos tradicionales. Además de su empleo como abrasivo, otras

aplicaciones del SiC incluyen elementos de resistencia al calentamiento y aditivos para la fabricación de

acero.

Las nitruros importantes para los cerámicos son el de silicio (Si3 N4), el de boro (BN) y el de titanio (TiN).

Como grupo, las cerámicas de nitruros son duras y frágiles, y se funden a temperaturas altas (pero por

lo general no tanto como las de los carburos).

El término vidrio es algo confuso porque describe tanto un estado de la materia como un tipo de

cerámico. Como estado de la materia, se refiere a una estructura amorfa, no cristalina, de un material

sólido. el vidrio es un compuesto inorgánico, no metálico (o mezcla de compuestos) que se enfría hasta

adquirir una condición rígida sin cristalizar; es un cerámico que como material sólido está en estado

vítreo.

El ingrediente principal en virtualmente todos los vidrios es el sílice (SiO2), que se encuentra en forma

común como cuarzo mineral en las areniscas y arenas sílicas

Categorías principales de productos de vidrio:

Vidrio para ventanas

Vidrio para focos

Vidrio de laboratorio

Fibras de vidrio

Vidrios ópticos

Los vidrios-cerámicos son una clase de material cerámico que se produce por la conversión de vidrio en

una estructura policristalina por medio de tratamiento de calor.

Algunos elementos importantes relacionados con los cerámicos

El carbono ocurre en dos formas alternativas de importancia en el comercio y la ingeniería: grafito y

diamante. Compiten con los materiales cerámicos en varias aplicaciones: el grafito, en situaciones en

las que son importantes las propiedades refractarias, y el diamante en aplicaciones industriales en las

que la dureza es un factor crítico

El silicio es un elemento semimetálico del mismo grupo del carbono en la tabla periódica, es uno de los

elementos más abundantes en la corteza terrestre, de la que comprende aproximadamente el 26% de

su peso

El boro es un elemento semimetálico, se encuentra por lo general en forma de compuesto

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RESUMEN CAPITULO 8

Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga, cada una de las cuales está

hecha de unidades que se repiten y conectan entre sí. En una sola molécula de polímero puede haber

miles, incluso millones, de unidades. La palabra se deriva de los vocablos griegos poly, que significa

muchos, y meros (que se contrae a mero), que es parte. La mayoría de los polímeros se basan en el

carbono, y por ello se les considera productos químicos orgánicos. Los polímeros se dividen en

plásticos y cauchos (hules).

Los polímeros termoplásticos, también llamados termoplásticos (TP), son

materiales sólidos a temperatura ambiente, pero si se les calienta a temperaturas de apenas unos

cuantos cientos de grados, se vuelven líquidos viscosos

A diferencia de los termoplásticos, los polímeros termofijos, o termofijos

(termoestables) (TS), no toleran ciclos repetidos de calentamiento.

Los elastómeros (E) son los cauchos. Se trata de polímeros que presentan

alargamiento elástico extremo si se les sujeta a un esfuerzo mecánico relativamente débil.

De los tres tipos, los de mayor importancia comercial son los termoplásticos, pues constituyen alrededor

de 70% del peso total de todos los polímeros sintéticos que se producen.

Los polímeros se sintetizan por medio de la unión de muchas moléculas pequeñas en otras más

grandes, llamadas macromoléculas, que poseen una estructura parecida a una cadena. Las unidades

pequeñas, llamadas monómeros, por lo general son moléculas orgánicas insaturadas sencillas, tales

como el etileno C2 H4 .

Polimerización por adición En este proceso, que ejemplifica el polietileno, se

induce a los enlaces dobles existentes entre los átomos de carbono de los monómeros de etileno para

que se abran de modo que se unan con otras moléculas de monómero

cerámicos

Estructura y propiedades

Propiedades mecánicas

Propiedades físicas

Cerámicos tradicionales

Materias primas

Productos cerámicos

tradicionales

Nuevos materiales cerámicos

Óxidos cerámicos

Carburos

nitruros

Vidrio

Química y propiedades

Productos

Vidrios-ceramicos

Elementos relacionados

con los cerámicos

Carbono

Silicio

boro

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Polimerización por etapas En esta forma de polimerización, se hace reaccionar a

dos monómeros para formar una molécula nueva del compuesto que se desea obtener. En la mayor

parte (pero no en todos) de los procesos de polimerización por etapas también se produce un

subproducto de la reacción.

Grado de polimerización y peso molecular Una macromolécula producida por polimerización consiste en

n meros repetitivos.

El peso molecular (MW, por sus siglas en inglés) de un polímero es la suma de los pesos moleculares de

los meros de la molécula; es n veces el peso molecular de cada unidad de repetición.

La estereorregularidad tiene que ver con el arreglo espacial de los átomos y sus grupos en las unidades

repetitivas de la molécula del polímero.

La estructura táctica es importante para determinar las propiedades del polímero

Se describió el proceso de polimerización como la generación de macromoléculas de una estructura

semejante a una cadena, denominada polímero lineal

Una posibilidad es que ramas laterales se formen a lo largo de la cadena, lo que da como resultado un

polímero ramificado,

El entrecruzamiento sucede porque cierta proporción de los monómeros que se usan para formar el

polímero son capaces de enlazarse con otros adyacentes en más de los dos lados, lo que permite que

se agreguen las ramas de otras moléculas.

Cuando el polímero está muy entrecruzado se dice que tiene estructura de red,

Los plásticos termofijos y los elastómeros son polímeros entrecruzados.

El polietileno es un homopolímero, igual que el polipropileno, poliestireno y muchos otros plásticos

comunes; sus moléculas consisten en meros repetidos que son todos del mismo tipo. Los copolímeros

son polímeros cuyas moléculas están hechas de unidades repetidas de dos tipos diferentes.

En los polímeros es posible estructuras tanto amorfas como cristalinas, aunque su tendencia a

cristalizar es mucho menor que la de los metales o cerámicos no vítreos. No todos los polímeros pueden

formar cristales

Las regiones cristalizadas se denominan cristalitas. Debido a la longitud tan grande de una molécula

sola. El comportamiento térmico de los polímeros con estructuras cristalinas es diferente del de aquellos

que son amorfos

Las propiedades de los polímeros con frecuencia cambian para bien si se les combina con aditivos. Los

aditivos alteran la estructura molecular del polímero, o bien agregan una segunda fase al plástico, y lo

transforman, en efecto, en un material compuesto

Los aditivos se clasifican según su función como

1) rellenos

2) plastificadores

3) colorantes

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4) lubricantes

5) retardantes de flama

6) agentes de entrecruzamiento

7) absorbedores de luz ultravioleta

8) antioxidantes.

La propiedad definitoria de un polímero termoplástico es que puede calentarse desde el estado sólido

hasta el líquido viscoso y después enfriarse hasta volver a ser sólido, y que es posible realizar muchas

veces este ciclo de calentamiento y enfriamiento sin que el polímero se degrade. La razón de esta

propiedad es que los polímeros TP consisten en macromoléculas lineales (o ramificadas) que no se

entrecruzan cuando se calientan.

El termoplástico común a temperatura ambiente se caracteriza por lo siguiente:

1) rigidez muy baja, con módulo de elasticidad de dos (en ciertos casos, de tres) órdenes de magnitud

menos que el de los metales y cerámicos;

2) poca resistencia a la tensión, alrededor de 10% de la de los metales;

3) dureza mucho menor;

4) ductilidad mayor, en promedio, pero con un rango muy amplio de valores, desde 1% de elongación

para el poliestireno a 500% o más para el polipropileno.

Los polímeros termoplásticos tienen las características siguientes:

1) densidades menores que las de los metales o cerámicos, las gravedades específicas comunes de los

polímeros están alrededor de 1.2, las de los cerámicos son de cerca de 2.5, y las de los metales de 7.0.

2) coeficiente de expansión térmica mucho mayor, aproximadamente cinco veces el valor de los

metales y 10 veces el de los cerámicos.

3) temperaturas de fusión mucho menores,

4) calores específicos que son de dos a cuatro veces las de los metales y cerámicos;

5) conductividades térmicas de alrededor de tres órdenes de magnitud menos que las de los metales.

6) propiedades de aislamiento eléctrico.

Los productos termoplásticos incluyen artículos moldeados y extruidos, fibras, películas, hojas,

materiales de empaque, pinturas y barnices.

Acetales Acetal es el nombre común que se da al polioximetileno, polímero de ingeniería preparado a

partir de formaldehído (CH2 O) con mucha rigidez, resistencia, tenacidad y resistencia al desgaste.

Acrílicos Los acrílicos son polímeros derivados del ácido acrílico (C3 H4 O2 ) y de compuestos que se

derivan de él. El termoplástico más importante del grupo de los acrílicos es el polimetilmetacrilato

(PMMA) o Plexiglás (marca registrada de Rohn & Haas para el PMMA). En la tabla 8.3b) se enlistan los

datos sobre el PMMA.

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El ABS es un terpolímero de dos fases; una es la de copolímero duro de estirenoacrilonitrilo, y la otra es

de copolímero de estireno-butadieno similar al caucho. El nombre del plástico se deriva de los tres

monómeros iniciales, que están mezclados en proporciones diferentes.

La celulosa (C6 H10O5) es un polímero carbohidratado que ocurre de manera común en la naturaleza.

La madera y fibras de algodón, que son las fuentes principales de celulosa para la industria, contienen

alrededor de 50% y 95% del polímero, respectivamente.

El politetrafluoretileno (PTFE), comúnmente conocido como Teflón, abarca a cerca de 85% de la familia

de los polímeros llamados fluoropolímeros, en la que átomos de F remplazan a los átomos de H en la

cadena de hidrocarburos.

El policarbonato (PC) es notable por sus propiedades mecánicas excelentes en general, que incluyen

tenacidad elevada y buena resistencia al escurrimiento plástico.

El poliéster constituye una familia de polímeros formada por las uniones características del éster (CO–

O). Son termoplásticos o termofijos, lo que depende si ocurre entrecruzamiento.

El polietileno (PE) se sintetizó por vez primera en la década de 1930, y hoy abarca el volumen más

grande de todos los plásticos. Las características que hacen atractivo al PE como material de ingeniería

son su costo bajo, y que es inerte químicamente y fácil de procesar

Poliestireno Hay varios polímeros, copolímeros y terpolímeros que se basan en el monómero del

estireno (C8 H8 ), de los que el mayor volumen corresponde al poliestireno (PS). Es un homopolímero

lineal con estructura amorfa que en general resulta notable por su fragilidad

El cloruro de polivinilo (PVC) es un plástico muy usado cuyas propiedades varían si se combinan

aditivos con el polímero.

Los polímeros termofijos (TS) se distinguen por su estructura muy entrecruzada. En realidad, la pieza

formada (por ejemplo, la manija de un recipiente o la cubierta de los interruptores eléctricos) se

convierte en una sola macromolécula.

las propiedades de los plásticos termofijos son distintas de las de los termoplásticos. En general, los

termofijos son

1) más rígidos, su módulo de elasticidad es de dos a tres veces más grande

2) frágiles, virtualmente no poseen ductilidad

3) menos solubles en solventes comunes

4) capaces de resistir temperaturas de uso elevadas

5) no son capaces de volverse a fundir; en vez de ello, se degradan o queman.

Los elastómeros son polímeros capaces de desarrollar una deformación elástica grande si se les sujeta

a esfuerzos relativamente pequeños. Algunos elastómeros presentan extensiones de 500% o más y

regresan a su forma original

Los elastómeros consisten en moléculas de cadena larga entrecruzadas (como los polímeros

termofijos). Deben sus propiedades elásticas tan impresionantes a la combinación de dos

características:

14

1) las moléculas largas están dobladas estrechamente cuando no están estiradas

2) el grado de entrecruzamiento está muy por debajo del de los termofijos.

El caucho natural (CN) consiste sobre todo en poliisopreno, un polímero del isopreno (C5 H8 ) de peso

molecular alto. Se deriva del látex, sustancia lechosa producida por varias plantas, la más importante de

las cuales es el árbol del hule (Hevea brasiliensis), que crece en los climas tropicales. el peso de los

cauchos sintéticos es más del triple del natural

po

líme

ros

Fundamentos de ciencia y tecnología

Polimeracion

Estructuras de polímeros y copolimeros

Cristalinidad

Comportamiento térmico

aditivos

Polímeros termoplásticos

Propiedades de los polímeros termoplásticos

Importancia comercial

Polímeros termofijos

Propiedades y características generales

Polímeros termofijos importantes

Elastómeros

Características de los elastómeros

Caucho natural

Caucho sintético

15

RESUMEN CAPITULO 9

Un material compuesto es un sistema de materiales compuesto por dos o más fases distintas

físicamente cuya combinación produce propiedades agregadas diferentes de las de sus componentes

Los materiales compuestos se pueden clasificar de varios modos

Los compuestos tradicionales son aquellos que ocurren en la naturaleza o que han sido

producidos por las civilizaciones durante muchos años.

Los compuestos sintéticos son sistemas de materiales modernos que se asocian normalmente

con las industrias manufactureras, en los que primero se producen los componentes por

separado y después se combinan de manera controlada para alcanzar la estructura,

En la manifestación más sencilla de la definición presentada, un material compuesto consiste en dos

fases

La fase primaria forma la matriz en la que se encuentra incrustada la fase secundaria. En ocasiones a la

fase incrustada Sección 9.1/Tecnología y clasificación de los materiales compuestos 177 se le

denomina como agente reforzador (o algún término similar), porque por lo general sirve para reforzar al

compuesto.

Es importante entender que el papel jugado por la fase secundaria es reforzar a la primaria. Lo más

común es que la fase incrustada tenga fibras, partículas u hojuelas. Además, la fase secundaria adopta

la forma de una fase infiltrada en una matriz porosa o de esqueleto.

Las propiedades de un material compuesto son función de los materiales de inicio. Ciertas propiedades

de un material compuesto se calculan por medio de la regla de las mezclas, que involucra el cálculo de

un promedio ponderado de las propiedades del material constitutivo.

Una estructura compuesta laminar consiste en dos o más capas unidas que forman una pieza integra

La estructura de emparedado a veces se clasifica como caso especial de la estructura compuesta

laminar. Consiste en un núcleo relativamente grueso de material de baja densidad unido por ambas

caras a hojas delgadas de materiales diferentes.

16

Materiales compuestos

Tecnología y clasificación

Componentes de un material

Fase reforzamiento

Propiedades de los materiales

Otras estructuras compuestas

Compuestos de matriz metálica

Cermets

Compuestos de matriz reforzada

Compuestos de matriz cerámica

Compuestos de matriz de polímero

Polímeros de fibra reforzada

Otros compuestos de matriz de

polímero

17

CONCLUSION

En conclusión a este trabajo tan arduo, debo dar créditos al autor ya que los cuatro capítulos

que leí , me pareció de los más integrante, en veces pensamos que las cosa que a menudo

están formadas solo por el simple hecho de que nos sirven para alguna acción, dejando a un

lado los cálculos físicos y mecánicos que se debe realizar para saber el soporte o la acción que

dicho objeto va a realizar, es fascinante conocer todo esta estructura química que cada uno de

los materiales poseen para desempeñarse. A mi punto de vista me hubiese gustado darle más

énfasis a los temas ya que a veces con solo la lectura no es suficiente y pues yo creo que

estamos comenzando y supongo que con el trascurso del tiempo mejoraremos la técnica de

aprendizaje.

18

BIBLIOGRAFIA

Fundamentos de Manufactura Moderna. Mikell P. Groover. 3ª Edición.

Editorial McGrawHill

http://es.slideshare.net/oscral2000/137971965-fundamentosdemanufactur

amodernamikellpgroover?qid=5246ba98-eabc-4406-9dfe-0b05afcf3b49&v

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