Introduccin:

La produccin y elaboracin de los materiales hasta convertirlos en productos terminados constituyen una parte importante de la economa actual. Los ingenieros disean la mayora de los productos manufacturados y los sistemas de elaboracin necesarios para su produccin. Dado que los materiales son necesarios para fabricar productos, los ingenieros deben conocer la estructura interna y las propiedades de los materiales, de tal manera que puedan elegir los ms adecuados para cada aplicacin y crear los mejores mtodos para procesarlos.El objetivo principal de la ciencia de los materiales es el conocimiento bsico de la estructura interna, las propiedades y la elaboracin de materiales. La ingeniera de los materiales se interesa principalmente por el empleo del conocimiento fundamental y aplicado acerca de los materiales, de modo que stos puedan ser convertidos en los productos que la sociedad necesita o desea.

Se debe tener siempre presente que el empleo de materiales y los proyectos de ingeniera estn en constante cambio y que este cambio es acelerado. Los ingenieros de todas las disciplinas deben tener nociones bsicas sobre los materiales de ingeniera para poder realizar sus labores con mayor eficiencia.Aplicaciones de :

Ref: (1)Materiales Compuestos:Un material compuesto puede definirse como dos o ms materiales (fases o constituyentes) integrados para formar un material nuevo. Los constituyentes conservan sus propiedades y el nuevo compuesto tendr propiedades distintas a la de cada uno de ellos. La mayora de los materiales compuestos estn formados por un material especfico de relleno que a su vez sirve de refuerzo, y una resina aglomerante con objeto de lograr las caractersticas y propiedades deseadas. Los componentes no suelen disolverse entre s y pueden identificarse fsicamente gracias a la interfaz que existe entre ellos. Los materiales compuestos pueden ser de muchos tipos. Los que predominan son los fibrosos (compuestos o fibras en una matriz) y los particulados (compuestos o partculas en una matriz). Existen muchas combinaciones diferentes de materiales de refuerzo y matrices que puede emplearse para producir materiales compuestos. Por ejemplo, el material de la matriz puede ser un metal, como el aluminio; una cermica, como la almina; o un polmero, como la resina epxica. Dependiendo del tipo de matriz empleado, el material compuesto puede clasificarse como compuesto de matriz metlica (MMC, por sus siglas en ingls), compuesto de matriz cermica (CMC, por sus siglas en ingls), o compuesto de matriz polimrica (PMC, por sus siglas en ingls). Tambin pueden seleccionarse los materiales fibrosos o particulados entre cualquiera de las tres clases principales de materiales con ejemplos como carbn, vidrio, aramida, carburo de silicio y otros. Las combinaciones de materiales empleados en el diseo de compuestos dependen principalmente del tipo de aplicacin y ambiente en el que el material habr de emplearse. Los materiales compuestos han sustituido a numerosos componentes mecnicos, en particular en las industrias aeronutica, electrnica de la aviacin, automotriz, de estructuras civiles y de equipo deportivo. Se ha previsto un aumento anual medio de alrededor de 5% en el empleo futuro de estos materiales. Una de las razones de ello es su elevada relacin de resistencia y rigidez-peso. Algunos materiales compuestos avanzados tienen una rigidez y resistencia similar a la de algunos metales, pero con una densidad considerablemente menor y, por lo tanto, menor peso general de los componentes. Estas caractersticas vuelven muy atractivos a los materiales compuestos avanzados cuando el peso de los componentes resulta crucial. Por regla general, de manera similar a los materiales cermicos, las principales desventajas de la mayora de los materiales compuestos son su fragilidad y baja tenacidad. Algunos de los inconvenientes pueden superarse, en determinadas situaciones, mediante la seleccin adecuada del material de la matriz. (1)

Visin de conjunto de una amplia variedad de piezas de materiales compuestos empleadas en el avin de transporte C-17 de la fuerza area. Este aparato tiene una envergadura de 165 pies y utiliza 15 000 libras de materiales compuestos avanzados. (Segn Advanced Composites, mayo-junio de 1988, p. 53.)Dos tipos sobresalientes de materiales compuestos modernos empleados en aplicaciones industriales son el refuerzo de fibra de vidrio en una matriz de polister o de resina epxica y fibras de carbono en una matriz de resina epxica. La figura 1 . 11 muestra el empleo de un material compuesto por fibras de carbono y resina epxica en las alas y los motores de un avin de transporte C-17. Desde la construccin de estos aviones, se han introducido nuevos procedimientos y modificaciones que han abaratado los costos (vase Aviation Week & Space Technology del 9 junio de 1997, p. 30).

Cermicos:Los materiales cermicos son materiales inorgnicos formados por elementos metlicos y no metlicos enlazados qumicamente entre s. Los materiales cermicos pueden ser cristalinos, no cristalinos o mezclas de ambos. La mayora de los materiales cermicos tienen una gran dureza y resistencia a las altas temperaturas pero tienden a ser frgiles (con poca o nula deformacin antes de la fractura). Destacan entre las ventajas de los materiales cermicos para aplicaciones industriales su peso ligero, gran resistencia y dureza, buena resistencia al calor y al desgaste, poca friccin y propiedades aislantes. Las propiedades aislantes, junto con la alta resistencia al calor y al desgaste de muchos materiales cermicos, los vuelve tiles en revestimientos de hornos para tratamientos trmicos y fusin de metales como el acero. La bsqueda de nuevos plsticos y aleaciones contina dado su menor costo y buenas propiedades para muchas aplicaciones. (1)

a) Ejemplos de materiales cermicos de nueva generacin, inventados recientemente para ser aplicados en motores de tecnologa de punta. Las piezas negras son vlvulas, asientos de vlvula y pernos de pistn fabricados con nitruro de silicio. La pieza blanca es una abertura mltiple para el colector fabricada con un material cermico a base de almina. (Por cortesa de Kyocera Industrial Ceramics Corp.) b) Posibles aplicaciones de elementos cermicos en un motor turbodiesel. (Segn Metals and Materials, diciembre de 1988.) En Estados Unidos, la tasa de crecimiento histrica de los materiales cermicos tradicionales como arcilla, vidrio y piedra ha sido de 3.6% (desde 1966 hasta 1980). La tasa de crecimiento esperada de estos materiales desde 1982 hasta 1995 sigui a la economa estadounidense. En las ltimas dcadas, se ha producido toda una nueva familia de materiales cermicos de xidos, nitruros y carburos que tienen mejores propiedades. La nueva generacin de materiales cermicos llamados cermicos de ingeniera, cermicos estructurales o cermicos avanzados tienen mayor resistencia, mejor resistencia al desgaste y a la corrosin (aun a temperatura altas) y al choque trmico. Entre los materiales cermicos avanzados establecidos estn la almina (xido), el nitruro de silicio (nitruro) y el carburo de silicio (carburo). Una importante aplicacin de los cermicos avanzados en la aeronutica son las losetas cermicas del transbordador espacial. Las losetas cermicas estn fabricadas con carburo de silicio por la capacidad de este material para actuar como escudo trmico y volver rpidamente a temperaturas normales al retirarse la fuente de calor. Estos materiales cermicos protegen trmicamente la estructura interna del transbordador durante el lanzamiento y su regreso a la atmsfera terrestre. Otra aplicacin de los cermicos avanzados que apunta a la versatilidad, importancia y crecimiento futuro de esta clase de materiales es su empleo como material para herramientas de corte. Por ejemplo, el nitruro de silicio, que tiene alta resistencia al choque trmico y resistencia a la fractura, es un excelente material para herramientas de corte. Las aplicaciones de los materiales cermicos son en verdad ilimitadas, dado que se hacen en las industrias aeronutica, metalrgica, biomdica, automotriz y muchas ms. Las dos principales desventajas de este tipo de materiales son 1) la dificultad para elaborar con ellos productos terminados, y por tanto su alto costo, y 2) son frgiles y, comparados con los metales, tienen baja tenacidad. Si avanzan ms las tcnicas para fabricar materiales cermicos de gran resistencia a la tenacidad, estos materiales podran tener un enorme repunte en el campo de las aplicaciones de ingeniera. La cobertura de cermicas se ha expandido para incluir nanotecnologa y cermicas