Ciencia de los materiales

Problemas en la selección de materiales y diseño




Paula Margarita Amaya Castillo





Félix Julio Rada





Fundación Universitaria Tecnológico de Comfenalco




Cartagena, 21 de agosto de 2014


1. Considere el componente habitual de una bombilla en casa: a) identifique varios
componentes críticos de este elemento, b) determine el material seleccionado paracada
componente crítico y c) diseñe un procedimiento para montar la bombilla.
2. La artroplastia total de cadera (THA) es el procedimiento de sustitución total de una
cadera dañada por una prótesis artificial. a) Identifique los componentes reemplazados
en la THA. b) Identifique el material o materiales empleados en la fabricación de cada
componente y las razones por las cuales se emplean. c)Mencione cuáles son algunos
de los factores que el ingeniero de materiales debe tomar en cuenta en la selección de
materiales.
3. Se considera que los transistores han causado una revolución en la electrónica y, en
consecuencia, en muchas otras industrias. a) Identifique los componentes críticos de un
transistor de unión. b) Identifique el material empleado en la fabricación de cadacomponente.
4. a) Mencione los factores más importantes que deben tomarse en cuenta en la selección
de materiales para el cuadro de una bicicleta de montaña. b) Tome en cuenta que el
acero, el aluminio y el titanio se han empleado como los metales principales en la
estructura de una bicicleta y determine las principales ventajas y desventajas de cada
uno de ellos. c) Las bicicletas más modernas sefabrican con materiales compuestos
avanzados. Explique por qué y mencione los materiales compuestos específicos
empleados en la estructura de una bicicleta.
5. a) Mencione los criterios más importantes para seleccionar materiales que habrán de
emplearse en un casco protector de uso deportivo. b) Identifique los materiales que
podrían satisfacer estos criterios. c) ¿Por qué un casco de metalsólido no sería una
buena elección?
6. a) Determine las propiedades que debe tener el material o los materiales empleados
como protección térmica en la estructura de un transbordador espacial. b) Identifique los
materiales que podrían satisfacer estos criterios. c) ¿Por qué las aleaciones de titanio no
serían una buena elección para esta aplicación?
7. a) ¿Qué tipo de material es el cobre de altaconductividad exento de oxígeno (OFHC)? b)
¿Cuáles son las propiedades deseables en el cobre de alta conductividad exentas de
oxígeno? c) ¿Cuáles son sus aplicaciones en la industria eléctrica?
8. a) ¿A qué clase de materiales pertenece el politetrafluoretileno? b) ¿Cuáles son sus
propiedades deseables? c) ¿Cuáles son sus aplicaciones en la industria de fabricación
de utensilios de cocina?9. a) ¿A qué clase de materiales pertenece el nitruro de boro cúbico (cBN)? b) ¿Cuáles son
sus propiedades deseables? c) ¿Cuáles son sus aplicaciones en la industria
metalmecánica?


SOLUCION

1. a) Dos contactosmetálicos
Gas inerte
Fino filamento de metal
Una montura de vidrio
Capsula de cristal
Dos cables

b)-  Dos contactos metálicos
-Gas inerte, Tungsteno o Argón, ya noreaccionan, por lo que no hay peligro de que combinados entren en combustión.
- Fino filamento de metal, el material utilizado normalmente en todas las bombillas de incandescencia es el Tungsteno, Tungsteno porquetiene un increíble aguante a estas temperaturas, el filamento es de unos 2 metros de largo, pero una centésima parte de pulgada de espesor.
-Una montura de vidrio
- Capsula de cristal-Dos cables

c)
- Depositar los gases inertes en la capsula de cristal.
- Posicionar los cables rígido y dar forma al solenoide del filamento metálico
- Ensamblar lo ya hecho a los dos contactos metálico.
- Colocar esta estructura dentro la montura de vidrio.
- Finalmente cerrar al vacio, para evitar interrupciones por macropartículas.

2. a) El componente femoral: es un vástago que...