Fisica

Ciencia de los Materiales Carlos Urra Simonet Guía de Propiedades y características de los materiales. Introducción.

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La ciencia y tecnología de los materiales se preocupa de la generación y aplicación del conocimiento relacionado con la composición, estructura y preparación de materiales, con sus propiedades y sus usos. Los cuerpos están constituidos por átomos. Los átomos reunidos enmayor o menor cantidad constituyen las moléculas, en la cual se dividen los cuerpos. Entre las moléculas existen dos fuerzas; una de atracción y una de repulsión, que tienden a unirlas o separarlas entre sí. Cuando un material es sometido a esfuerzo, las fuerzas de atracción entre las moléculas resisten esfuerzos y eviten que el material se desintegre. De la intensidad de estas fuerzas dependen losdiversos estados de la materia: sólido (fuerza de cohesión mayor que de repulsión); líquido (existe un equilibrio de fuerzas) y gaseoso (la fuerza de repulsión es mayor) Cada átomo tiene un núcleo pesado portador de los protones, alrededor de los cuales gira los electrones. El núcleo esta compuesto de protones y neutrones. Los electrones son partículas cargadas negativamente, con una masaequivalente a 1/1836 de la masa del protón. El protón tiene una carga igual pero opuesta a la del electrón. El neutrón es eléctricamente neutro y tiene una masa igual a la del protón Son los electrones particularmente los más alejados, los que afectan a la mayoría de las propiedades para la ingeniería: 1) Determinan las propiedades químicas 2) Establecen la naturaleza de la unión interatómica y por ellotambién, las características mecánicas y de resistencia 3) Controlan el tamaño del átomo y afectan la conductividad eléctrica de los metales 4) Influyen en las características ópticas Propiedades de los Materiales Debido a que prácticamente es imposible conocer al detalle los miles de materiales disponibles en la actualidad, así como mantenerse informado en cuanto a los nuevos materialesdesarrollados, se deberá tener una base firme en cuanto a los principios que gobiernan las propiedades de todos los cuerpos. Conceptos previos: 1.- Esfuerzo: Es la fuerza aplicada por unidad de sección (superficie) y se expresa en Kg/cm² o Kg/mm². Se calcula dividiendo la fuerza total aplicada por el área. Ej: ¿ Qué pieza sufrirá mayor esfuerzo? a) Una barra de aluminio de 2,5 x 3 cm. y sometida a una cargade 7500 Kg.

 Al 

F 7500 7500  Kg     1000  2  A 2,5  3 7,5  cm  F 5000 5000  Kg     3768,89  2  2 A 0, 785 1,3 1, 32665  cm 

b) Una barra de acero de 1,3 cm. de diámetro y sometida a un fuerza de 5000 Kg.

 Ac 

2.-Alargamiento: Es la deformación que sufre un material bajo la acción de una carga o esfuerzo de tracción. Comúnmente se expresa en cualquiera de lasdos formulas: a) centímetro de deformación por cada cm. de longitud original l/ l b) como porcentaje de la longitud original l/ l x 100 Ej: Una barra de cobre se marca a 2 cm. de distancia como referencia y se somete a un esfuerzo, con lo que las marcas quedan a 2,27 cm. ¿Cuál es el alargamiento? El alargamiento puede ser de dos tipos: elástico y plástico El alargamiento elástico es el queocurre sólo durante la aplicación del esfuerzo y desaparece al suprimirse este; es aproximadamente proporcional a la magnitud del esfuerzo. La deformación plástica es la que se da permanentemente a un material, mediante un esfuerzo que excede el límite elástico. La deformación plástica es el resultado de un 1 CUS

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desplazamiento de los átomosdentro del material y por lo tanto difiere de la deformación elástica en donde permanecen vecinos los mismos átomos 3.- Estricción: Es la reducción de área que se produce, con respecto al área inicial. Se expresa normalmente en porcentajes.

E

So  S f So

 100

S  0, 785  D 2

Propiedades generales. 1. Impenetrabilidad: Es la propiedad en virtud de la cual el espacio o volumen...