Ciencia De Los Materiales Tema 1

CIENCIA DE LOS
MATERIALES
FACULTAD DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE COAHUILA
Dr. Ricardo X. Magallanes Rivera

Introducción a la Ciencia de
Materiales
 Objetivo:
Relación
estructura-procesamiento-propiedades
Definir las propiedades
físico-químicas
Decisiones
importantes
de un Ingeniero
a y
microestructurales que rigen el comportamiento de
tomar
en cuenta al seleccionar
un material:
•
losmateriales.
Arreglo cristalino
Mecánicas:
Físicas:
Clasificamos
materiales enen
varios
grupos
• Correctalos
TAREA:
transformación
un
producto
• Impurezas
Describen
la
forma
en
que
un
material
responde
a una
principales:
Metales,
Cerámicos,
Polímeros,
Incluyen
el comportamiento
eléctrico,
magnético,
• Tolerancias
dimensionales
correctas
fuerza
aplicada y
(resistencia,
rigidez,
ductilidad,
dureza).•de
Difusión
Compuestos,
Semiconductores.
El
Diseño
selección
materiales
óptico,
térmico,
elástico
y
químico.
Dependen
tanto
•
Forma
correcta
durante
el
uso
Sin embargo, a menudo estamos interesados en la
depara
la estructura
como
delinalámbrico
procesamiento
comportamiento
de los
materiales
enycada
uno
•otras
Deformaciones
un
teléfono
una
•
Compatibilidad
con
partes
del
manera en que se comporta unMtl. al ser expuesto a un
(minúsculos
cambios
de estructura
las
modifican
de
estos
grupos
queda
definido
por
su cíclica
golpecafetera.
repentino
(impacto), aplicaciones
de
carga
ensamble
•
Fallas, etc, etc
notablemente)
estructura.
(fatiga),
altas temperaturas (termofluencia), o
• Problemas
de contaminación – Reciclaje
condiciones agresivas (desgaste).
• Economía $$$ Arreglo de los átomos
Base delos problemas
de investigación Ingenieril
actual
PROPIEDADES
DEL MATERIAL

Introducción a la Ciencia de
Materiales
Relación estructura-procesamiento-propiedades
3° Arreglo
Fase (Compuestos
químico
2°
entre
átomos
Produce
Se modifica
la forma
con
deseada
el medio
de
1°
ambiente
Nivel
un componente
Sub-atómico
al cual
está
a partir
sujeto
de un
el Mtl.
y/o interacción
de éstos)
(EstructuraCristalina)
material
(condiciones)
inicialmente sin forma.
Se puede
considerar
CERÁMICO
POLÍMERO
METAL en
..por ejemplo
diferentes
niveles

Hierro
gris
Metal líquido
en uninyección
molde
(Fundición)
SeCementos
producen
hidráulicos:
mediante
Formados
de por
plástico
procesos
Pueden conformarse mediante procesos como
blando
térmicos
(Reactor)
(Sintetizado
en moldes,
de fases)
extrusión
+
Agua
y  FasesUnión
de
piezas
individuales
(Soldadura)
colado,
formado,
extrusión
o compactación
(en
conformado.
hidratadas Se
(Hidratación)
modifican por
 Masa
medio
sólida
de
verde),
por
un tratamiento
a altas
CORROSIÓN
: (Fraguado
Conformado
mediante
alta presión
(Forja,
TEMPERATURA
:seguido
tratamientos
térmicos
y Endurecimiento)
por debajo
dede
forma
su temp.
deseada
de
temperaturas
(Sinterizado)
trefilado,extrusión,
laminado, doblado)
fusión
(Moldeado)
(Temperatura
de transición).

LaAltera
mayordeparte
de metales
ylas propiedades adquiridas
manera
notable
Hierro
Polvo en masablanco
sólida (Metalurgia de polvos)
polímeros
reacciona
con
el
en el procesamiento. Alta temperatura modifica la
Eliminado
material
excedente
(Maquinado)
oxígeno
(O2) (o
y otros
gases
estructura
en el
caso dedelos
polímeros,derretirlos)
particularmente
a temperatura puede causar
mientras que baja
temperaturas
elevadas
fragilidad aún
cuando la carga aplicada sea baja.
haciéndolos frágiles.

Introducción a la Ciencia de
Materiales
Estructura
Estabilidad
Valencia
Atómica
electrónica
atómica ydel
Electronegatividad
átomo
Estructura
Los electrones ocupan niveles de
SiPor
uncada
átomo
tiene
unalos
valencia
energía
dentrodel
átomo;
cuales cero (gases nobles)
protón
(+)
Sedeterminados
relaciona
con
la
capacidad
del átomo de
es
totalmente
inerte
forma compuestos).
quedan
por(no
cuatro
existe
el
mismo
número
números
cuánticos. con otros elementos; a menudo queda
combinarse

de electrones (-)
Na 11
determinado
por
el número
de electrones
en los
Los
enlaces
atómicos
quedan
determinados
con
el
El átomo es neutro....