Materiales Para Ingenieria

Materiales para ingeniería: esta asignatura trata las diferentes propiedades y características de los materiales utilizados en ingeniería, con esto el ingeniero podrá seleccionar el material adecuado para cada tarea, manteniendo o mejorando por la eficiencia y la productividad en la empresa.

Para que una empresa sea productiva requiere de mano de obra capacitado, anteriormente podíamos improvisar un material para un proyecto determinado.los materiales metálicos se pueden clasificar en ferrosos: son aquellos que contiene mucho hierro, no ferrosos: son aquellos que contienen poco hierro (aluminio, cobre, níquel, oro, plata, estaño y otros elementos).

Estos materiales se encuentran estructurados por elementos metálicos, aunque en su interior podemos encontrar una péquela cantidad de un no metal, el acero se encuentra estructurado por hierro de aproximado un 2% de carbono. Son muy buenos conductores de la energía eléctrica debido a que pueden transportar fácilmente la energía eléctrica de un lugar a otro con una pérdida de energía relativamente baja. También son buenos conductores de la energía calorífica debido a que pueden llevar fácilmente la energía calorífica de un lugar a otro. También son muy buenos disipadores de energía calorífica, por esta razón son muy utilizados en aquellos lugares donde queremos enfriar o mantener a baja temperatura algunos equipos. Son dúctiles y maleables en el sentido de que fácilmente se dejan conformar en alambre o blando, algunos de los llegando a alcanzar un espesor comparado a 0.1mm.

Para algunos casos estos deben tener características especiales, el metal utilizado en una turbina para un avión debe tener elevada resistencia a los esfuerzos y torsiones, debido a que debe impulsar al equipo soportando una carga elevada, todo esto indica que este material debe ser elevadamente resistente a los esfuerzos y tensiones, y también debe soportar una temperatura relativamente elevada.

Materiales polímeros: estos materiales se encuentran conformados por largas cadenas de moléculas, se pueden considerar como materiales orgánicos debido a la gran cantidad de carbono que contiene en su interior. Su resistencia en condiciones normales al paso de la corriente eléctrica es elevada, lo que indica que su conductividad eléctrica es baja. Por esta razón son muy utilizados en aquellos lugares donde no queremos que llegue la energía eléctrica. Son muy utilizados debido a su elevada resistencia que ofrecen a los elementos contaminantes que encontramos en el medio ambiente, además de que su precio es relativamente bajo.

Materiales cerámicos: estos materiales se encuentran estructurados por una gran cantidad de metal y no metal, son duros y frágiles, debido a que tienden a romperse fácilmente, cuando chocan con otro elemento o material también duro. Pero tienen una elevada resistencia al desgaste. Estos materiales también pueden soportar elevados temperaturas, por esta razón son muy utilizados en aquellos proyectos donde la temperatura debe ser elevada para alcanzar los objetivos.

Nanomateriales: estos materiales tienen un tamaño aproximado al de un nanómetro su importancia radica en que pueden adquirir propiedades diferentes a las del mismo material de un gran tamaño. El cobre como nanomaterial es sumamente frágil, el carbono puede llegar a adquirir una conductividad eléctrica mayor que la de los metales, el platino que es en condiciones normales un metal noble se convierte en u n catalizador cuando es un nanomaterial.

Materiales electrónicos: estos materiales se encuentran estructurados por elementos semiconductores como el silicio, el germanio y algunos óxidos, para conformar los siguientes dispositivos: diodos, chips, circuitos integrados. Para fabricar un diodo de silicio colocamos el silicio en el interior de un horno y aplicándole energía calorífica llenamos el silicio hasta su estado líquido. Hacemos un vacio en el interior del horno y sustituimos al aire por un gas inverte, para evitar que el silicio no reaccione con las impurezas que generalmente se encuentran en el medio ambiente. Al solidificar el silicio en una barra que gira y sube en el interior del horno tendremos mono cristales de silicio. El diámetro de la barra dependerá de la velocidad con que saquemos la barra del interior del horno. Si la velocidad es baja el diámetro de la barra será grande.

Materiales dieléctricos: estos materiales ofrecen elevada resistencia al paso de la corriente eléctrica, se pueden considerar como aislantes de la electricidad.

Materiales piezoeléctricos: estos materiales tienen la capacidad de polarizarse en los extremos cuando son deformados. Esta polarización es tan alta que los electrones pueden saltar de un extremo a otro para cerrar el circuito.

Materiales Magnéticos: en estos materiales se originan un campo magnético cuando se ponen en contacto con un campo eléctrico. Se pueden clasificar en materiales magnéticos duros y blandos. Materiales magnéticos duros: estos materiales mantienen el magnetismo aunque desaparece la fuente de energía que le dio origen se encuentran integrados por elementos como, hierro, aluminio, níquel, cobalto. Son muy utilizados en la fabricación de motores eléctricos y para detectar materiales magnéticos durante un proceso de producción. Materiales magnéticos blandos: estos materiales solo mantienen el magnetismo cuando se encuentran en contacto con una fuente de energía eléctrica, tan pronto desaparece la energía eléctrica que le dio origen en ese mismo orden desaparece el campo eléctrico de se encuentran formados por materiales como el hierro el silicio, son muy utilizados en transformadores de energía eléctrica, arrancadores magnéticos y en la automatización de diferentes procesos.

Materiales compuestos: en algunos proyectos de ingeniería se requieren materiales con características diferentes a la de los materiales generalmente utilizados en los diferentes proyectos. En esta ocasión el ingeniero procede a integrar diferentes materiales. Ejemplo: metálico y polímero, metálico y cerámico, polímero y cerámico.

Vidrio: este es un material muy utilizado en ingeniería en diferentes proyectos se puede considerar como un material cerámico, debido a que en su fabricación interviene metales y no metales en gran cantidad. La materia prima utilizada en la fabricación del vidrio es carbonato de calcio, carbonato de sodio y oxido de silicio, colocamos esta materia prima en el interior de un horno y le aplicamos energía calorífica elevada, para lograr su fusión.

Fibra óptica: es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado

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