CIENCIA DE MATERIALESEjercicios

1. El acero se recubre con frecuencia con una capa delgada de zinc, cuando se va a usar a la intemperie. ¿Qué

características cree que aporta el zinc a ese acero recubierto o galvanizado?

2. Se desea producir un toldo transparente para un avión. Si se usara un toldo cerámico (esto es, vidrio normal

de ventanas), las rocas o los pájaros lo romperían. Diseñe un material que minimice los daños o que cuando

menos evite que el toldo se rompa y se desintegre.

3. Los resortes helicoidales deben ser muy resistentes y rígidos. El Si3N4 es un material resistente y rígido.

¿Seleccionaría usted este material para un resorte? Explique por qué.

4. La densidad del aluminio es de 2.7 g/cm3. Suponga que sea producir un material compuesto a base de

alumnio que tuviera una densidad de 1.5 g/cm3. Diseñe un material que tenga esa densidad. ¿Sería factible la

posibilidad de introducir en el aluminio perlas de polietileno cuya densidad es 0.95 g/cm3? Explique por qué.

5. Desea identificar diversos materiales sin recurrir al análisis químico ni a extensos ensayos. Describa algunas

técnicas posibles de prueba y clasificación que podrían usarse, con base en las propiedades físicas de los

materiales.

6. Algunos pistones de motores automotrices podrían fabricarse con un material compuesto que contenga

partículas pequeñas y duras de carburo de silicio en una matriz de aleación de aluminio. Explique las

ventajas que cada matertial podría aportar a la parte en general. ¿Qué problemas podrían causar las distintas

propiedades de los dos materiales en los pistones?

7. Para cada una de las aplicaciones enlistadas, desarrollar una lista de propiedades necesarias y decidir qué tan

significativo sería el rol económico en la selección final de materiales.

a. Estructura de bicicleta

b. Llantas para autos NASCAR

c. Piel sintética para maletas

d. Tijeras

8. Clasifique los siguientes materiales en polímero, metal, cerámico o compuesto:

a. Nitrato de Boro

b. Arcilla de ladrillos

c. Plexiglas

d. Concreto

e. Manganeso

f. Carburo de Silicio

g. Fibra de vidrio

h. Seda

9. Un ingeniero debe decidir si usar válvulas planas de acero al carbono o una alternativas más cara de acero

inoxidable. La planta utilizará 1000 válvulas cada vez. Las válvulas de acero al carbono cuestan $400 cada

una y durarán dos años antes de que sean reemplazadas. Las válvulas de acero inoxidable cuestan $1000 cada

una pero durarán seis años. Si se asume que cualquier reemplazo de válvulas ocurrirá durante el

mantenimiento anual de rutina, ¿qué factores se deben considerar para lograr una decisión económica

apropiada?