Ciencias de los materiales

PROBLEMAS

Sección 1-1 ¿Qué es la ciencia e ingeniería de materiales?
1-1 Define Ciencia e Ingeniería de Materiales (CIM)
Es un campo interdisciplinario de la ciencia e ingeniería que estudia y manipula la composición y la estructura de los materiales a través de escalas de longitud para controlar las propiedades de los materiales a través de la síntesis y el procesamiento.1-2 Define los siguientes términos
a) Composición:
Se refiere a la constitución química de un material.
b) Estructura:
Se refiere a la descripción del arreglo de los átomos.
c) Síntesis:
Se refiere a como se fabrican materiales a partir de sustancias químicas de estado natural o hechas por el hombre.
d) Procesamiento:
Se refiere a como setransforman materiales en componentes útiles para causar cambios en las propiedades de diferentes materiales.
e) Microestructura:
Es la escala microscópica de la estructura.

1-3 Explique la diferencia entre los términos ciencia de materiales e ingeniería de materiales.
* La ciencia de materiales es la relación básica entre la síntesis y el procesamiento, la estructura y laspropiedades de los materiales.
* En la ingeniería de materiales su enfoque está en cómo convertir o transformar los materiales en dispositivos o estructuras útiles.

Sección 1-2 Clasificación de los materiales
Una forma de la clasificación de los materiales es describir cinco grupos:
1) Metales y aleaciones:
Los metales y aleaciones incluyen acero, aluminios, magnesio, zinc, hierrocolado, titanio, cobre y níquel. Una aleación es un metal que contiene adiciones de uno o más metales o no metales. Los metales tienen buena conductividad eléctrica y termina.

2) Cerámica, vidrios y vidrios-cerámicos:
* Cerámica
La cerámica puede definirse como materiales cristalinos inorgánicos. La cerámica avanzada se utiliza en los sustratos de radares de chispa, inductores yaislantes eléctricos. Las cerámicas también se utilizan en productos como pinturas, plásticos, neumáticos y en aplicaciones industriales. La cerámica tradicional se utiliza para fabricar ladrillos, vajillas, sanitarios tinas de baño etc. Las cerámicas son resistentes y duras pero también son quebradizas.
* Vidrios y vidrios-cerámicos
El vidrio es un material amorfo, con frecuencia, aunque nosiempre derivado de un líquido fundido. Los vidrios se utilizan en casa, automóviles, pantallas de computadoras y en televisores y otras aplicaciones. Los vidrios y los vidrios-cerámicos se procesan por lo general por fusión y colado.

3) Polímeros:
Los polímeros por lo general son materiales orgánicos. Los polímeros comunes son buenos aislantes eléctricos y térmicos aunque existen excepciones.Los polímeros tienen muchas aplicaciones como chalecos antibalas discos compactos (CD), cuerdas y pantallas de cristal liquido (LCD) y tazas para café. Los polímeros se utilizan en muchas aplicaciones.

4) Semiconductores:
Los semiconductores basados en silicio, germanio y arseniuro de galio como la utilización en computadoras y dispositivos electrónicos. La conductividad eléctrica de losmateriales semiconductores está entre la de los aislantes cerámicos y metálicos. Con frecuencia también se fabrican películas delgadas de materiales semiconductores utilizando procesos especializados.

5) Materiales compuestos:
Es la combinación de las propiedades de distintos materiales. Se forman a partir de dos o más materiales produciendo propiedades que no se encuentran en ningún materialsencillo. El concreto, la madera laminada y la fibra de vidrio son ejemplos de materiales compuestos. Con los materiales compuestos se pueden producir materiales ligeros, resistentes, dúctiles y resistentes a las temperaturas.

Sección 1-3 Clasificación funcional de los materiales
* Aeroespaciales: vuelo histórico de los hermanos Wright se utilizaron materiales ligeros como madera y una...