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Fundamentos de Materiales - Curso 2013/2014
Relación Adicional de Problemas (Temas 1, 2 y 3)
1. A menudo el cobre se recubre con una delgada capa de zinc cuando se va a utilizar en
el exterior. ¿Qué características le da el zinc a este metal recubierto, es decir,
galvanizado? ¿Qué precauciones deberán tomarse en consideración en la fabricación
de este producto? ¿Cómo se afectará la capacidadde reciclaje del producto?
2. Se desea producir una cabina transparente para una aeronave. Si se utilizara una
cabina cerámica (vidrio de ventana tradicional), las piedras o los pájaros podrían
romperla. Diseña un material que minimice daños o por lo menos impida que la cabina
se rompa en pedazos.
3. A veces se fabrican indicadores de temperatura a partir de una tira de metal en espiral,
lacual se dilata una distancia específica cuando se incrementa a temperatura. ¿Cómo
funciona el indicador?, ¿de qué tipo de metal se fabricaría?, ¿cuáles son las
propiedades importantes que debe poseer el material del indicador?
4. Se debe seleccionar un material para los contactos de un conmutador eléctrico que
frecuentemente se abre y se cierra con fuerza. ¿Qué propiedades deberá poseer elmaterial del contacto?, ¿qué tipo de material recomendaría?, ¿sería una buena
elección la alúmina, Al2O3? ¿Por qué?
5. Algunos pistones para motor de automóvil pueden producirse a partir de un material
compuesto que contiene pequeñas partículas duras de carburo de silicio en una matriz
de aleación de aluminio. Explica el beneficio que aporta cada uno de los materiales del
compuesto al pistón.¿Qué problemas podrían causar las distintas propiedades de
ambos materiales en la producción de dicho componente?
6. A fin de recubrir una pieza de acero que tiene una superficie de 200 cm2 con una capa
de níquel de 0.002 cm de espesor, calcular: a) Cuántos átomos de níquel se requieren
b) Cuántos moles de níquel se requieren.
7. En los metales la carga eléctrica se trasfiere mediante elmovimiento de los electrones
de valencia. ¿Cuántos portadores potenciales de carga existen en un alambre de
aluminio de 1 mm de diámetro y 100 m de longitud? (El Al posee 3 electrones de
valencia).
8. Al incrementar la temperatura de un semiconductor los enlaces covalentes se rompen.
Por cada enlace roto, dos electrones se liberan para moverse y transportar carga
eléctrica. ¿Qué fracción de loselectrones de valencia totales están libres para moverse
y qué fracción de los enlaces covalentes deben romperse a fin de que 5 ∙ 10ଵହ
electrones conduzcan carga eléctrica en 50 g de silicio?
9. La densidad del torio, que tiene una estructura FCC y un átomo por punto de red es de
11.72 g/cm3. El peso atómico del torio es de 232 g/mol. Calcule: a) su parámetro de
red y b) su radio atómico.
10.El berilio tiene una estructura cristalina hexagonal, con ܽ଴ = 0.22858 ݊݉ y
ܿ଴ = 0.35842 ݊݉. El radio atómico es de 0.1143 nm. La densidad es de 1.848 g/cm3 y
el peso atómico es de 9.01 g/mol. Determina el número de átomos en cada celda
unitaria y su factor de empaquetamiento.
11. El Mn-ߙ tiene una estructura cúbica con ܽ଴ = 0.8931 ݊݉ y una densidad de 7.47
g/cm3. El Mn-ߚ tiene unaestructura cúbica distinta con ܽ଴ = 0.6326 ݊݉ y una
densidad de 7.26 g/cm3. El peso atómico del manganeso es de 54.938 g/mol y el radio

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atómico es de 0.112 nm. Determina el porcentaje de cambio de volumen que ocurriría
si el Mn-ߙ de transforma en Mn-ߚ.
El papel de aluminio que se utiliza paraguardar alimentos pesa aproximadamente 0.3
g por pulgada cuadrada y tiene aproximadamente un espesor de 0.001 cm. Supón que
todas las celdas unitarias del aluminio están organizadas de manera que a0 es
perpendicular a la superficie del papel. En el caso de una hoja cuadrada de 4 cm de
lado, determinar el número total de átomos, el número total de celdas unitarias en la
hoja y el espesor de la...