Materiales de ingenieria

Materiales de Ingeniería
I. CLASIFICACIÓN Y DISTINCIÓN DE LOS MATERIALES:
Los materiales disponibles para aplicaciones en la ingeniería se dividen de acuerdo a su uso y sus propiedades mecánicas, eléctricas y físicas importantes, en 4 grupos básicos: METALES, CERÁMICOS, POLÍMEROS Y COMPUESTOS.
METALES
Son sustancias inorgánicas compuestas de uno o más elementos metálicos combinados entre sí,pudiendo contener también elementos no metálicos (C,N,O) para formar aleaciones metálicas. Tienen casi sin excepción estructuras cristalinas en su estado sólido. La celda unitaria de estas estructuras cristalinas es casi siempre BCC,FCC, o HCP.
Muchos metales son bastante dúctiles especialmente los metales FCC. Otras propiedades generales de los metales relacionadas con su estructura y enlacesincluyen una alta conductividad eléctrica y térmica, opacidad y reflectividad.
Algunos ejemplos de los metales: Plomo, Oro, Magnesio, Manganeso, Zinc, Estaño, Plata.
POLÍMEROS:
Son materiales que estructuralmente se componen de largas cadenas formadas por la unión de muchas moléculas o unidades moleculares pequeñas repetidas infinidad de veces enlazadas entre sí mediante enlaces covalentes,creando grandes estructuras moleculares. Los elementos que componen los polímeros son por lo general el carbono, y algunos otros como el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno y el cloro.
Existen tres tipos de polímeros:
1. Polímeros termoplásticos: están constituidos por largas cadenas moleculares de estructura lineal, estos materiales pueden calentarse o enfriarse sin que se alteresustancialmente su estructura. Se comportan de manera elástica a grandes temperaturas. Se obtienen por reacción de adición. Se fabrican fácilmente, tienen buena ductilidad y baja resistencia.
Baja densidad: 0.9 – 2.3 gr/cm3
Baja resistencia a latensión 900 – 12000psi
Temperatura max de uso 60 – 288 °C

Ejemplos:
* Polietileno (material transparente y blanquecino, se fabrica en películas delgadas)
* Policloruro de vinilo(PVC) (punto de fusión 204°C, tiene facilidad de ser mezclado con aditivos para mejorar sus propiedades físicas y químicas, buenas propiedades eléctricas)
* Polipropileno (punto de fusión 165-177°C, es unode los plásticos mas baratos, ya que se puede sintetizar a partir de materiales petroquímicos de bajo costo)
* Poliestireno (punto de fusión 150-243°C, es duro, transparente, inodoro, insípido, resistente al impacto, fácil de procesar, es aislante eléctrico)
* Policlorotrifluoetileno (PCTFE) (bajo punto de fusión 218°C, moldeable, puede ser extruido y moldeado por procesosconvbencionales)
* Politetrafluoretileno (PTFE o Teflón) (su punto de fusión es 327°C, resistencia a productos químicos, insoluble en todos los disolventes orgánicos)
2. Polímeros termoestables: sus moléculas adoptan una estructura rígida tridimensional cuando se les deja enfriar después de haber estado en una condición plástica por calentamiento, si estos materiales se vuelven a calentar experimentanuna degradación química en lugar de derretirse. Se obtienen generalmente de la reacción de dos resinas líquidas que al mezclarse inician la reacción de entrelazamiento mediante aplicación e calor y presión o reacción química a temperatura ambiente.
Densidad 1.34 – 2.3 gr/cm3
Resistencia a la tensión 4000 – 15000 psi
Temperatura max. de uso 77 – 288°C
Se elaboran con dos componentesbásicos: resinas, material de relleno y refuerzos orgánicos e inorgánicos.
Ejemplos:
* Fenólicos.( Punto de fusión 120-177°C, son los más baratos, tienen buenas propiedades aislantes térmicas y eléctricas, se elaboran por reacción de condensación)
* Epóxicos (punto de fusión 120-260°C, tienen poca contracción, buena adherencia a otros metales, buen comportamiento como aislante térmico)...