TALLER 1 CIENCIA DE LOS MATERIALES

TALLER 1 CIENCIA DE LOS MATERIALES

1. El ingeniero debe buscar la combinación óptima entre:

b) Propiedades requeridas y condiciones técnicas y económicas de los materiales

2. Básicamente las propiedades de los materiales, dependen de:

  a) Su estructura interna y el tipo de enlace entre los átomos.

3. Una de las características más importantes en los materiales metálicos es:

b) Empaquetamiento denso.

4. ¿Cómo es en los cerámicos y como en los polímeros?

Algunas de las características más importantes de los cerámicos es la gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico. La temperatura también es una característica importante de los polímeros A bajas temperaturas se tornan duros, frágiles, semejantes al vidrio, mientras que a temperaturas normales tienden a la elasticidad. Si la tempera aumenta hacia su punto de fusión, empiezan a perder su forma y descomponerse.

5. La composición y el arreglo estructural de los átomos en un sólido, ha sido posible conocerlas mediante la información obtenida de:

d) La interacción de los átomos y/o los núcleos con la radiación X

6. De la estructura de los cristales metálicos y sus sistemas de deslizamiento depende:

b) La ductilidad

7. Los defectos presentes en un material, son responsables de muchas de las propiedades de los materiales y aleaciones especialmente en las:

c)  Diferentes redes cristalinas.

8. Defectos de cero dimensiones (Puntual)

Ejemplo:  Estructura con Intersticial : Un átomo extra se intersecta dentro de la estructura de la red en una posición en la que normalmente no está ocupando un átomo.  Cobre en el Hierro (C en Fe)

[pic 1]

Defectos de una dimensión (Lineales)

Ejemplo: Dislocaciones : Se generan durante la deformación plástica de los materiales cristalinos y consisten en planos “extra” de átomos insertados en la estructura cristalina. Por ejemplo : Tracción de un monocristal de Zinc.

[pic 2]

Defectos de tres dimensiones (Superficiales)

Ejemplo : Bordes de grano en policristales:  Limitan el movimiento de las dislocaciones, por lo que contribuyen a endurecer el material.

9. ¿Qué se entiende por dislocación y qué papel juega este fenómeno en el proceso de deformación plástica de un acero por ejemplo? (Proceso de laminación)

La dislocación es un defecto de dimensión uno, es decir que esta se da a nivel de varios átomos confinados en un mismo plano. El papel que juega el fenómeno de dislocación en el proceso de deformación plástica de un acero es como mecanismo de dicha deformación, es decir reduce el espesor del material mediante fuerzas de compresión ejercidas por rodillos opuestos. Los rodillos giran en sentidos opuestos para que fluya el material entre ellos, ejerciendo fuerzas de compresión y de cizallamiento, originadas por el rozamiento que se produce entre los rodillos y el metal.

 10. La cristalización es la transición del estado líquido a sólido, y ocurre en dos etapas (indique cuáles son).

• Nucleación: Formación de los primeros iones a partir de los iones o moléculas que se encuentran en el seno de la disolución. Hay nucleación primaria y secundaria.
• Crecimiento : Etapa del proceso de solidificación donde los átomos del líquido se unen al sólido, formando las grandes estructuras cristalinas.

11. Indique dos aplicaciones importantes del fenómeno físico de “difusión”.

1. Dopaje de semiconductores mediante la difusión de electrones, para aumentar su conductividad eléctrica.
2.  Endurecimiento superficial del acero modificando la composición química de la superficie mediante la difusión de algún elemento químico como carbono.

12. En la práctica, la deformación en los materiales metálicos rara vez, es mayor que:

b) 10%, pues dicha deformación en este tipo de materiales depende que su ductilidad.

 13. ¿Cómo es la deformación en los cerámicos, ¿como es en los materiales poliméricos?

 Los materiales cerámicos son relativamente frágiles, pues presentan una baja tenacidad. La tenacidad es la resistencia a la ruptura y a las deformaciones. Al ser ésta pequeña (por la falta de una etapa de deformación plástica), la energía que pueden absorber los cerámicos antes de la ruptura es poca. Los materiales poliméricos se dividen en cuatro categorías, los elastómeros que son fácilmente deformables elásticamente debido a que sus fuerzas intermoleculares son muy bajas, los plásticos flexibles que tienen bajo módulo de young, pero en comparación con los elastómeros sus fuerzas intermoleculares son más altas, los plásticos rígidos, que tienen un alto módulo, sus estructuras son altamente entrecruzadas, lo que los hace materiales rígidos. Y por último las Fibras, que presentan alta resistencia tensil y alto módulo, por lo que sufren muy poca deformación.

...