Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Mecánica

Departamento de Ciencias e Ingeniería de Materiales

Licenciatura en Ingeniería Naval

Ciencias de los Materiales I

Asignación #2

Estudiante: Yackeline Gálvez Instructor: Antonio E. Huang F.

2-732-1732

Clasificación de los Materiales

Investigar:

1. Clasificación de los materiales, describir sus características principales y las diferencias entre cada una de ellas.

2. Realizar un cuadro comparativo en donde se describa las aplicaciones, ventajas y desventajas, propiedades mecánicas y químicas, tipos de microestructura y Ejemplos.

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos:

Metales y aleaciones Semiconductores Polímeros Cerámicos y Vidrios Compuestos

1. Clasificación de los materiales, describir sus características principales y las diferencias entre cada una de ellas.

Los materiales se clasifican como metales y aleaciones, cerámicos, vidrios y vidrios-cerámicos, compuestos, polímeros y semiconductores.

Los metales y aleaciones tienen buen resistencia, buena ductilidad y buena formabilidad, además que son buenos conductores eléctricos y térmicos, son indispensables en muchas aplicaciones como en automóviles, puentes y materiales aeroespaciales.

Los cerámicos son materiales inorgánicos cristalinos. Son resistentes, sirven como buenos aislantes eléctricos y térmicos, con frecuencia son resistentes al daño por altas temperaturas y entornos corrosivos, pero son mecánicamente quebradizos. Los cerámicos modernos conforman los fundamentos de muchas tecnologías microelectrónicas y fotónicas.

Los vidrios son sólidos inorgánicos amorfos que por lo regular se derivan de un líquido fundido. Los vidrios pueden templarse para incrementar su resistencia. Los vidrios-cerámicos se forman recociendo los vidrios para nuclear cristales pequeños que mejoran la resistencia a la fractura y al impacto térmico.

Los polímeros tienen resistencias relativamente bajas, sim embargo, la razón resistencia a peso es muy favorable. Los polímeros no son adecuados para su uso a altas temperaturas. Tienen muy buena resistencia a la corrosión y (como los cerámicos) proveen buen aislante eléctrico y térmico. Pueden ser dúctiles o quebradizos, dependiendo de la estructura, temperatura y velocidad de deformación.

Los semiconductores poseen propiedades eléctricas y ópticas únicas que lo hacen esenciales para la fabricación de componentes en dispositivos electrónicos y de comunicación.

Los compuestos se fabrican a partir de distintos tipos de materiales. Proveen combinaciones únicas de propiedades mecánicas y físicas que no pueden encontrase en un solo material. El concreto y la madera laminada son ejemplos de estos materiales. Pueden producir materiales ligeros, resistentes, dúctiles y resistentes a las temperaturas.

2. Realizar un cuadro comparativo en donde se describa las aplicaciones, ventajas y desventajas, propiedades mecánicas y químicas, tipos de microestructura y Ejemplos.

Materiales Aplicaciones Ventajas y Desventajas

Propiedades Mecánica y Químicas

Tipos de Microestructura

Ejemplos

Metales y Aleaciones

Llave inglesas, chasis de automóviles, alambre conductor eléctrico

Ventajas: 1.Rigidez2. Ligereza y Hermetismo3. Solidez inerte de sus materiales 4.Impermeabilidad a los líquidos, a los gases y a la luz. Desventajas:1. No son trasparentes y no dejan ver lo que ocurre en los recipientes hechos con

Conductividad eléctrica alta, maquinable, moldeable, amortiguador de vibraciones, endurecimiento significativo por tratamiento térmico.Propiedades Químicas:Es característico de los metales tener valencias positivas en la mayoría de sus compuestos. Esto significa

1-Estructuras de las aleaciones.2-Tamaño y Forma de granos.3-Corrosiones intregranulares.4-Capas superficiales.

1.Cobre, 2.Aceros de Aleaciones3.Hierro colado gris

ellos.2. Se pueden oxidar con las altas temperaturas

que tienden a ceder electrones a los átomos con los que se enlazan. También tienden a formar óxidos básicos. Los metales tienen energía de ionización baja: reaccionan con facilidad perdiendo electrones para formar iones positivos o cationes. De este modo, los metales forman sales como cloruros, sulfuros y carbonatos, actuando como agentes reductores (donantes de electrones).

Cerámicos y Vidrios

Capacitores para la microelectrónica, Fibras ópticas para la tecnología de la información.Vidrios de ventanas y resistente al calor de hornos para contención de metal fundido

Ventajas: 1.Baja densidad2.Aislante térmico3.Pueden Templarse Desventajas:1.Frágiles y débiles 2.Baja resistencia a impacto 3.Fragiles4.No Soportan saltos térmicos

Alta capacidad de almacenamiento de carga, Índice de Refracción y Perdidas ópticas bajas, Ópticamente transparente, aislante térmico, Aislantes térmicos, soportan altas temperaturas

Aquí veremos granos, borde de grano, poros anclados entre granos,microgrietas. Los niveles de porosidad pueden llegar al 20%. Los oros y las microgrietas debilitan el material

1.Titanio de Bario 2.Silicio 3.SiO2

4.AlO3

Polímeros Empaquetamie Ventajas: 1.Flexibles y Los termoestables 1.Polietile

nto de alimentos, encapsulación de circuitos integrados y adhesivos para unir capas en madera laminada

1.bajo Costo2.resistencia a la corrosión Desventajas:1.Son inflamables2.Baja Conductividad Térmica

herméticas 2.Aislante Eléctrico y resistente a la humedad 3.Fuerte y resistente a la humedad 4. No son afectados por el fenómeno de corrosión; los elementos ya están oxidados naturalmente.5. No reaccionan con ácidos.

Los termoplásticos

no 2.Epoxi3.Fenólicos

Semiconductores

1. Transitares y circuitos integrados.2. Sistemas opto electrónicas

Ventajas: 1.Alta Conductividad eléctrica 2.Ligeros Desventajas: 1. Desechables

1.Comportamiento eléctrico único2. convierte señales eléctrica, en luz, láseres, diodos-láseres, etc.

1.Semiconductores intrínsecos2.Semiconductores extrínsecos

Semi- conductor

tipo N Semi-

conductor tipo P

1.Silicio2.GaAs

Compuestos 1.Componente para aviones2.Contenedores de reactores

Ventajas: 1.Variedad de Formas2. Gran VersatilidadDesventajas:1. Los laminados tienen a ser ricos en resina.2. Baja viscosidad

Razón resistencia- peso alta, Bajo costo y Resistencia al impacto

-Matriz cerámica-Matriz de Carbón-Matriz de Orgánica-Matriz Metálica-Cargas -Fibras

*Grafito-Epoxi* Acero revestido de titanio

Referencias Bibliográficas:

Askeland,Donald.,Fulay,Pradeep.,Wright, Wendelin.Ciencias e ingeniería de materiales, Sexta edición.ISBN: 978-607-481-620-4