Propiedades fisicas de los materiales / Tecnologia de Materiales

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Propiedades físicas de los materiales Tecnología de Materiales Alberto Rosa Sierra, Dr. Ing. Francisco J. González Madariaga, Dr. Ing.

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Descripición de las propiedades físicas de los materiales / Tecnologia de Materiales

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Propiedades físicas de los materiales

Tecnología de Materiales

Alberto Rosa Sierra, Dr. Ing.Francisco J. González Madariaga, Dr. Ing.

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Volumétricas y de fusiónTérmicasEléctricasMagnéticasÓpticas y de corrosión

Propiedades físicas de los materiales

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Se relacionan con el volumen de los sólidosy la manera como los cuerpos se venafectados por la temperatura.

a). Densidad

b). Características de fusión

c). Expansión térmica

Propiedades volumétricas y de fusión

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Densidad

La densidad es una propiedad elemental y fundamental de los

materiales, relacionada con la naturaleza de sus constituyentes y la porosidad existente entre ellos.

La densidad (ρ) se define, como la

masa (M) por unidad de volumen (V), y se expresa en Kg/m3:

ρ = M / V

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Temperatura de fusión (Tm) (sólidos cristalinos)

caracteriza la transición de sólido a líquido;

Temperatura de transición vítrea (Tg) (no cristalinos) :

Caracteriza la transición entre un sólido verdadero, a

un líquido muy viscoso

Punto de fusión y Tg

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Temperatura máxima de servicio Tmax Temperatura máxima a la cual el material puede usarse sin oxidación,

cambios químicos y creep excesivo.

Temperatura de reblandecimiento Ts Temperatura a la cual el material fluye adecuadamente para

procesos de extruido y conformado.

Temperatura de servicio y reblandecimiento

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Temperatura de servicio

Material con un alto punto de fusión

dificulta su operación

Plásticos los de más bajo punto Tm

El grafito tiene el más alto Tm

Datos de interés

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El coeficiente deexpansión térmica, mideel cambio en la longitudpor grado de temperatura

Expansión térmica

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Dilatación lineal Alambres, rieles, etc.

Dilatación superficial Baldosas, vidrio, etc

Dilatación volumétrica Gases, líquidos, cuerpos

geométricos,etc.

Expansión térmica

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Expansión térmica

La dilatación térmica indica la relativa expansión o contracción de los materiales

La densidad disminuye con el aumento de temperatura

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Ni-Ti

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a) Calor específicob) Conductividad térmica

Propiedades térmicas

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Propiedades térmicas

Las propiedades térmicas son las que se relacionan con el

almacenamiento y flujo de calor dentro de una

sustancia

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El calor específico se define como la cantidad de energía

calorífica requerida para incrementar la temperatura de una unidad de masa del

material 1 grado Kelvin.

Q = CmΔT

Q = Heat added C = Specific heat

m = mass Δ = Change in temperature

Calor específico

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Conductividad térmica

La conductividad térmica k (λ)

indica la velocidad a la

cual se conduce el calor a través

de un material

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Conductividad térmica

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Carga de polvo de (Ni)

Medida de los materiales para

permitir el paso de una corriente

eléctrica.

Los materiales con alta conductividad

eléctrica son considerados conductores

Propiedades eléctricas

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La resistividad es lo inverso de la conductividad. Hay materiales no conductores o dieléctricos

La plata y el cobre tienen la mas alta conductividad

Los plásticos y el cuarzo tienen las conductividades más bajas

Conductividad eléctrica

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Es un fenómeno que se caracteriza por la alta magnetización de los

materiales, así ejercen atracción o repulsión sobre

otros materiales

Es de alta importancia en aplicación de materiales para

aparatos eléctricos y electrónicos, motores,

generadores y transformadores, entre otros.

Propiedades magnéticas

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Propiedades ópticas

Comportamiento de los materiales en lo que respecta a la absorción de la luz (lo que define el color de los mismos) y a la transmisión de la luz (en materiales transparentes y traslúcidos) por ejemplo:

Fibras Ópticas, Celdas Solares, recubrimientos ópticos, aplicaciones a microscopía, etc.

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Los Materiales ópticos pueden ser pasivos o activos.

Los activos muestran propiedades ópticas especiales enrespuesta a estímulos eléctricos, mecánicos, magnéticos,

ópticos, etc: Lasers, visores de cristal líquido, etc.

Los pasivos, todo lo demás incluyendo aplicaciones inactivas de materiales activos. Por ejemplo: Metales, Cerámicos, Polímeros.

Materiales ópticos

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Entre las características de las Propiedades ópticas, se encuentran:

Opacos: Impide el paso a la luz

Translúcidos: Deja pasar la luz, pero que no deja ver nítidamente los objetos.

Transparentes: Dicho de un cuerpo a través del cual pueden verse los objetos claramente

Materiales ópticos

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La corrosión se refiere a materiales métalicos y cerámicos

En los materiales plásticos se denomina degradación

En la reacción de oxidorreducción intervienen tres factores: el producto, el

ambiente y el agua

Resistencia a la corrosión

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La corrosión entre otros efectos, reduce la resistencia de los productos

Resistencia a la corrosión

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MetalesEn términos generales tienen alto módulo elástico

Cuando puros, son suaves y fácilmente deformables

Son susceptibles de hacerse más resistentes pero mantienen su disposición a ser formados

Pueden formar aleaciones

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Alto módulo elástico

Quebradizos

Su resistencia se refiere a la fractura quebradiza

Baja capacidad para disipar tensión

Gran dureza

Resistentes a la abrasión

Cerámicos

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Bajo módulo elástico

Larga deflexión

Deformables bajo carga constante (creep)

Sus propiedades dependen de la temperatura del ambiente

Fácilmente moldeables

Generalmente no requieren de acabado

Polímeros y elastómeros

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Combinaciones de dos o más materiales en una configuración y proporción determinada, que permite

disminuir sus desventajas:Fibras, partículas, estructuras de sandwich y muchos otros más.

Híbridos