Los materiales en ingienieria

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LOS MATERIALES EN INGENIERIA:

La ciencia de los materiales es la disciplina que se encarga de estudiar cómo están formados los materiales y cuáles son sus propiedades. El objetivo de esta disciplina es proporcionar criterios para buscar y seleccionar los materiales mas apropiados para cada aplicación de ingeniería

El estudio de los materiales se abordaría de la formasiguiente:

En primer lugar estaría el estudio de la estructura de los materiales, integrando comprender como están constituidos. Tanto la composición como la estructura de un material tienen una influencia muy importante sobre sus propiedades y su comportamiento.
La gran diversidad de materiales de los que disponen los ingenieros se pueden dividir en cinco categorías:
metales, cerámicas (yvidrios), polímeros, materiales compuestos y semiconductores.
Las tres primeras categorías pueden asociarse con tipos distintos de enlazamiento atomico. La cuarta categoría, de los materiales compuestos, implica combinaciones de dos o más materiales pertenecientes a las tres primeras categorías. Estas cuatro categorías son de los materiales estructurales. El quinto tipo de materiales,semiconductores, son una categoría aparte, la de materiales electrónicos, que se distinguen por su conductibilidad eléctrica única e intermedia. La comprensión de las propiedades de esos distintos materiales requiere del examen de su estructura a nivel microscópico, o bien a escala submicroscopica. La ductilidad relativa de ciertas aleaciones metálicas se relaciona con la Arquitectura a escala atómica. Laselección de, materiales se lleva a cabo en dos niveles. En el primero, la competencia es entre las diversas categorías de materiales. En el segundo nivel la competencia es dentro de la categoría más adecuada, para determinar el material óptimo.

Todos los metales son cristalinos. Las estructuras cristalinas que adoptan, así como las imperfecciones en el arreglo, determinan en buena medidamuchas de sus propiedades más relevantes. En particular. los defectos llamados dislocaciones son responsables de la ductilidad de los metales. En una aleación los elementos aleantes pueden existir como átomos aislados alojados en la red cristalina como intersticiales o sustitucionales, también pueden formar compuestos. El conocimiento de la estructura cristalina de los metales permite comprendermejor sus propiedades y su desempeño en aplicaciones practicas.

La mayoría de los materiales usados por los ingenieros son de naturaleza cristalina, esto es, su estructura a escala atómica es regular y repetitiva. Esta regularidad permite definir su estructura en términos de una unidad estructural fundamental, la celda unitaria. Hay siete sistemas de cristales, las cuales corresponden a lasposibles formas de celdas unitarias. Con base en estos sistemas de cristales, hay 14 redes de Bravais que representan las posibles disposiciones de los puntos a través del espacio tridimensional. Estas redes son los “Esqueletos” en los cuales se basan el gran numero de estructuras atómicas cristalinas. Hay métodos estándares para describir la geometría de las estructuras cristalinas. Estos proporcionanuna notación eficiente y sistemática para las posiciones, direcciones y planos reticulares.

Hay tres principales estructuras de cristales que se observan en los metales comunes: cubica centrada en el cuerpo (bcc), cubica centrada en la cara (fcc) y la hexagonal de empaquetado compacto (hcp). Estas son estructuras relativamente simples, siendo las formas fcc y hcp las que representan unaoptima eficiencia en el empaquetado de esferas de igual tamaño ( es decir, átomos de metal). Las estructuras fcc y hcp difieren solamente en el patrón de apilamiento de los planos atómicos de empaquetado compacto.
Químicamente más complejos que los metales, los compuestos cerámicos presentan una amplia variedad de estructuras cristalinas.

DEFECTOS PUNTUALES I
Los defectos puntuales pueden ser...
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