Ciencia de los materiales

1. ¿Defina ciencia de los Materiales?

La ciencia de los materiales es el campo científico que se ocupa de investigar el vínculo entre las propiedades y la estructura de las propiedades de los materiales. Simultáneamente, corresponde destacar que la ingeniería de materiales se basa en esta, las relaciones propiedades, estructuras, funcionamiento y procesamiento diseña la estructura de un material para obtener un conjunto determinado de propiedades. Por lo tanto, esta ciencia es multidisciplinaria que analiza los conocimientos principales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales.

Se aplica en diferentes campos de la ciencia y la ingeniería, logrando que éstos puedan ser empleados en obras, herramientas y máquinas, o transformándolos en productos requeridos por la población. Contiene elementos de la física y la química tales como ingenierías mecánicas, químicas, civiles y eléctricas. Tras la evolución en el conocimiento y proceso de los materiales actualmente, desafía la tecnología que necesita de materiales cada vez más especializados.

Históricamente, las evoluciones de las sociedades se relacionan a la habilidad de sus individuos para producir y crear los materiales requeridos para satisfacer sus necesidades.

2. relación entre estructura-propiedades-procesado

La relación entre la estructura, propiedades y procesado de los materiales es muy importante y está estrechamente relacionada en la ciencia de los materiales. La estructura se refiere a la forma en que los átomos y las moléculas están organizados y unidos para formar el material. Las propiedades, por otro lado, son las características físicas, químicas y mecánicas de un material que son determinadas por su estructura y calidad de fabricación. El procesado se refiere a cómo se fabrica, procesa y trata el material.

Un cambio en la estructura puede tener un impacto significativo en las propiedades del material. Por ejemplo, si se cambia el tamaño o la forma de los cristales en un metal, esto puede afectar su resistencia y ductilidad. Del mismo modo, si se cambia la composición química de un polímero, esto puede afectar sus propiedades térmicas y la resistencia a la corrosión.

Por lo tanto, el procesado de los materiales puede afectar en gran medida tanto la estructura como las propiedades del mismo. Cada técnica de procesado tiene su propio efecto sobre el material y puede ser usado para modificar las características del mismo. El conocimiento de la relación entre la estructura, propiedades y procesado de los materiales es fundamental para la optimización de los materiales y la creación de productos en diversas aplicaciones y campos.

• Propiedades de un material: mecánicas, físicas y químicas

• Estructura de un material: subatómica, ordenamiento atómico, subestructura, microestructura, macroestructura.

• Procesado de un material: procesos de fabricación, procesos de modificación de materiales.

3.- ¿Qué factores se tomarían en cuenta al seleccionar un material para fabricar una carcasa de bomba de agua, explique, y de un ejemplo?

► Físicos: Tamaño, forma, peso del material que se necesita, así como el espacio disponible para el componente lo que guardan relación con el tratamiento del material.

► Mecánicos: Tienen que ver con la capacidad del material para soportar los tipos de esfuerzos que se le imponen.

► Procesamiento y posibilidad de fabricación: Se relacionan con la capacidad de dar forma al material.

► Duración de los componentes: Se relacionan con el tiempo durante el cual los materiales desempeñan las funciones a las que han sido destinados, en el ambiente al que están expuestos.

► Costos y disponibilidad: En una economía impulsada por el mercado estos dos factores son inseparables.

▶ Factores estatutarios: relacionados con los reglamentos locales, estatales y gubernamentales o federales (según el país) referentes a los materiales y a los procedimientos que se utilizan o a la forma de deshacerse de los materiales.

Al seleccionar un material para fabricar una carcasa de bomba de agua, se toman en cuenta varios factores importantes, entre los cuales se incluyen:

a. Resistencia a la corrosión: La carcasa de la bomba de agua puede estar en contacto con agua y otros fluidos corrosivos, por lo que es importante seleccionar un material que sea resistente a la corrosión.

b. Resistencia a la presión: La carcasa de la bomba de agua debe ser capaz de soportar la presión del agua que está siendo bombeada.

c. Durabilidad: La carcasa de la bomba de agua debe ser capaz de resistir el desgaste y la abrasión que se producen con el uso y la exposición a los elementos.

d. Costo: El material seleccionado debe estar dentro del presupuesto disponible para la fabricación de la carcasa de la bomba de agua.

e. Facilidad de fabricación: Es importante seleccionar un material que pueda ser fácilmente moldeado y fabricado en la forma deseada.

Un ejemplo

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