Introducción a la

TecnologíaMateriales

de

Alberto Rossa, Dr. Ing

TecnologíaMateriales

de

La Tecnología de materiales es la disciplian técnica que trata sobre los

procesos industriales que nos permiten obtener piezas útiles para conformar

máquinas y dispositivos a partir de las materias primas específicas...

La Tecnología de materiales es el estudio y puesta en práctica de técnicas de

análisis, estudios físicos y desarrollo de materiales.

Fecha

Impo

rtan

cia

rela

tiva

Metales

Polímeros y elastómeros

Cerámicos yvítreos

Compuestos

Oro

CobreBronce

Hierro

Acero

Aleaciones de acero

Aleaciones ligeras

Super aleaciones

TitanioZirconiaetc

Metales cristalinosAl-Li

Aceros de fase dualAceros microaleados

Nuevas super aleaciones

Lento desarrollo:Mejora en la calidad,control y procesamiento

MaderaPielesFibras

Adhesivos

Caucho

Bakelita

Nylon

PE PCPMMA PS

PPAcrílicos

Epóxis

Poliesteres

Pollímeros de alto módulo

Pollímeros de alta temperatura

Papel

GFRPCFRP

Kevlar-FRP

Compuestos Metal-matriz

Compuestos Cerámicos

Piedra

Cerámica

Vidrio

Cemento

Refractarios

Cemento portland Sílica

fundida Pyro-cerámicaCerámica de ingeniería

Evolución históricade los Materiales

MaterialTimeline

From pre-historic times to the present National Academy of Engineering (US) and‘Lightness: The Inevitable Renaissance of Minimum Energy Structures’Ed van Hinte & Adriaan Beukers010 Uitgeverij, 1998

Source:

70 — INGREDIENTS NO. 2 INGREDIENTS NO. 2 — 71

Línea de tiempo de

uso de los materiales

De la prehistoria al presente

Metales

Madera

Otros naturales

Cerámicos

Vidrio

Plásticos

Composites

Importancia relativa

Fuente: Academia Nacional de Ingeniería (US)

Traducción: Alberto Rosa Sierra, CA_381, UdeG

Herramientas

de piedra

Terracota

Arcilla

Primeros textiles

Herramientas

de pedernal

Anzuelos

de hueso

Grasa

animal

Cobre

Latón

Oro

Loza de barro

500,000 AC 5000 AC 1000 AC 0 1000 1500

Carpintería

Concreto

Seda

Níquel

Bronce

Aceites

vegetales

Papiro

Cáñamo

Vidrio Hierro

Hule natural

Ladrillo

Chapa

Acero Carbón

Vidrio soplado

Pergamino

Plomo

Papel

Imanes

Porcelana

Mercurio

PetróleoLoza de China Yeso

Platino

Tungsteno

Molibdeno

1975 20001950192519001800

Grafito

Magnesio

Zirconia

Aluminio

TriplayCemento

Portland

Electromagnetos

Caucho vulcanizado

Plástico

sintético

Titanio

Baquelita

Fibra

sintética

Acero

inoxidable

Vidrio de

borosilicato

Caucho sintético

Poliestireno (PS)

Polietileno (PE)

Poliamida (PA)

Fibra de Vidrio

Super-aleaciones

basadas en Níquel

Poliesteres (PE)

PET

Acrílico

Aramidas

Siliconas

HDPE

Triplay

curvado

Plástico biodegradable

Plástico de

almidón (PLA)

Transistor molecular

Piel sintética

Nanotecnología

Imanes de tierras raras

SuperconductoresPoliuretano (PU)

Polipropileno

ABS

Aleaciones de

metales amorfos

Aleación NiTi

Vidrio flotado

Fibra de Ca

Cristal

de Silicio

Línea de tiempo de usode los Materiales

Metales yaleaciones

Cerámicas,vidrios y

vitrocerámicas

Polímeros

SemiconductoresMaterialescompuestos

Clasificación tradicional de los Materiales

BiomédicosHidropaxita

Aleac. de TitanioAceros inox.

Aleac. con memoria de forma

PlásticosPZT

ElectrónicosSi, GaAs, Ge,

BaTiO3Polímeros conductores,

Al, Cu, W

Tecnología de energía y

medioambienteUO2, Ni-Cd, ZrO2, LiCoO2

MagnéticosFe, Fe-Si, NiZn y ferritas

ÓpticosSiO2, GaAs, Vidrios, Al2O3

InteligentesPZT, Aleac. con memoria de forma de Ni-Ti, fluidos MR,

aerogeles

EstructuralesAceros, aleac. de Al,

Concreto, Fibra de Vidrio, plásticos, maderas

Clasificación funcional de los Materiales

?Porqué estudiar Tecnología de Materiales

Seleccionar materiales apropiados

Diseñar materiales apropiados para aplicaciones específicas

Usar los materiales de manera apropiada, eficiente y segura

Disponer de ellos al terminar su vida útil

Principios fundamentales 11. Los principios que fundamentan el comportamiento de los materiales son comprensibles

Principios fundamentales 22. Las propiedades de uso de los materiales están dadas por su estructura. Los procesos de manufactura pueden alterar esa estructura de manera específica y predecible.

Principios fundamentales 33. Las propiedades de los materiales cambian con el tiempo y por su contacto con el medio.

Principios fundamentales 44. Cuando se selecciona un material para una aplicación en particular, primero, hay que ensayar ese material para garantizar que su comportamiento sea aceptable a lo largo de la vida útil del producto.

Una de las funciones mas importantes del estudio de los materiales es establecer las relaciones entre las propiedades y el funcionamiento de un material o dispositivo

Porqué estudiar Tecnología de Materiales

Estructura

Propiedades

Desempeño

Procesamiento

Caracterización

Estructura

Propiedades

Desempeño

Procesamiento

Caracterización

¿Qué propiedades mecánicas, físicas y químicas presenta este material?

¿Qué aplicaciones puede tener este material?

¿Con qué tipos de procesos productivos puedo transformar este material?

¿Qué tipos de enlaces presentan lasmicro y macro estructuras de este material?

Composición

Procesamiento

Microestructura

Propiedades-funcionamientoDesempeño y costo