T0 Introduccion GITI

Introducción
Ciencia e Ingeniería de los Materiales

 Al finalizar este tema, debes ser
capaz de:
 Comprender y definir los conceptos

Objetivos del tema

 Material
 Ciencia e Ingeniería de los Materiales

 Entender la interrelación procesado estructura - propiedades - función de
los materiales.
 Separar los materiales en sus distintas
categorías.
 Conocer la importancia de los
materialesen la vida diaria.
 Usar los materiales adecuadamente y
encontrar nuevas oportunidades de
diseño en la que están implicadas los
materiales

¿Qué es un material?
Propiedades y
Estructura

Sólido con
valor añadido

¿Qué define a un material?
Mecánicas, eléctricas,
térmicas, magnéticas,
ópticas y químicas.

Conformado,
unión,
acabado.

Subatómica,
atómica,
microscópica,
macroscópica.

¿Quédefine a un material? Estructura Interna
Microscopía
electrónica
1.000.000 aumentos

Macroestructura
Microestructura

Atómica
/Nanoestructura

Subatómica

Microscopía
óptica
1.000 aumentos
1 pm
10-12m

1Å
10-10m

1 nm
10-9m

1µ

1 mm

10-6m

10-3m

1m

¿Qué define a un material? Propiedades
Estímulo ↔ Respuesta
 Químicas.
 Físicas:
 Mecánicas: describen la forma en que un material responde a unafuerza
aplicada.
 Térmicas: describen la forma en que un material responde a una fuente de
calor.
 Eléctricas: describen la forma en que un material responde a una carga ó
corriente eléctrica.
 Magnéticas: describen la forma en que un material responde a un campo
magnético.
 Ópticas: describen la forma en que un material se comporta frente a la luz.

¿Qué define a un material? PropiedadesPropiedades químicas
A menudo los materiales están
sometidos a ambientes hostiles

Para que perduren deben ser resistentes
o estar recubiertos de otro material
resistente a estos ambientes

Resistencia a la corrosión,
perdurabilidad…

¿Qué define a un material? Propiedades
Propiedades mecánicas
 Módulo elástico, E
 Resistencia a la fluencia, sy
 Resistencia a la tracción, sts
 Tenacidad a lafractura, K1c
 Densidad, r
 Etc.

¿Qué define a un material? Propiedades
Propiedades térmicas
 Temperatura máxima de servicio, Tmax
 Coeficiente de expansión térmica, a
 Conductividad térmica, l
 Capacidad calorífica, Cp
 Difusividad térmica, a
 Etc.

¿Qué define a un material? Propiedades
Propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas

¿Qué propiedades harán
que un material sea
adecuado parahacer una
taza para café?

Caso práctico

¿Qué material utilizarías
para su diseño?

¿Qué define a un material? Procesado
Materia Prima
Conformado Primario
Métodos de
Fundición

Arena
Molde por inversión

Métodos de
Moldeo

Soplado, Inyección,
Compresión

Métodos de
Deformación
Laminado, Forjado,
Trefilado

Procesos
Secundarios

Sinterizado, Compactado
HIP, Colada por barbotina

MecanizadoCincelado,
Serrado, Limado,
Torneado, Fresado,
Taladrado

Moldeo de
Polvos

Conformado
de Composites
RTM, laminado
manual

Métodos
Especiales

Prototipo rápido, Layup, Electro-forma

Tratamientos
Térmicos

Templado,
Revenido, Recocido

Tratamientos
Superficiales

Uniones
Cierres,
Grapas,
Remaches

Soldadura,
unión en
caliente

Pulido,
texturado

Plateado,
metalizado

Snap fits,
Uniones por
fricciónAdhesivos,
cementos

Anodizado,
cromado

Pintado,
estampado

Producto Final

¿Qué define a un material? Procesado

Los procesos modifican las propiedades

¿Qué define a un material?
 Ejemplo: ABS

(Acrilonitrilo – Butadieno – Estireno)

Mecánicas:
• Rígido
• Resiliente
Ópticas:
• Opaco
Eléctricas:
• Aislante
Térmicas:
• Baja conductividad
térmica
Químicas:
• Baja reactividad

Polímerotermoplástico
amorfo

• Fácil conformado
• Fácil coloreado
• Permite alearse con
PVC para aumentar
la rigidez

Clasificación de los materiales
Naturaleza de los componentes
Recordatorio: Tabla Periódica de los elementos

Clasificación de los materiales
Naturaleza de los componentes
Materiales

Monolíticos
Aceros,
Fundiciones,
Aleaciones de Aluminio,
Aleaciones de Cobre,
Aleaciones de Zinc,
Aleaciones de...