UNIDAD II

CIENCIA DE LOS MATERIALESUnidad I

Metales y aleaciones.

Hierro y sus aleaciones conceptos bsicos fundicin gris y blanca aceros de bajo y alto carbn aceros inoxidables aceros para herramientas

Aplicaciones

Cdigo ASTM.otros cdigos y nomenclaturas

Metales y aleaciones no ferrosas

Conceptos bsicos

Principales aleaciones de Cu, Al, Pb, Ni, Ti, Mg, Be, Cr, Mn, Mo, Sb, Sn, Zn,

Aplicaciones

Nomenclatura del cdigo ASTMUNIDAD II.

Definicin de polmeros

Clasificacin de polmeros.

Por su origen natural o artificial

Por su estructura orgnica o inorgnica

Por el tamao de sus molculas

Por su estructura fundamental

Por el mtodo de fabricacin

Por sus propiedades

Por sus aplicaciones

Consideraciones estructurales

Tipo de monmero

Grado de polimerizacin

Polmeros lineales

Polmeros ramificados de eslabn cruzado y escalonados

Angulo de enlace y longitud molecular

Configuracin espacial

UNIDAD III

Definicin y clasificacin

Cermicos no cristalinos

El estado vtreo

Entramado vtreo

Propiedades y aplicaciones

Cermicos cristalinos

Relaciones estructurales

Imperfecciones en la estructura cermica

Cristalinas

Refractarios

Diagramas de fase

Procesamiento

Caractersticas y aplicaciones

Cementitas

Diagrama de fase

Procesamiento

Caractersticas y aplicaciones

Otros semiconductores y aislantes

Superconductores

Ferritas

Electrolitos

UNIDAD IV

Materiales compuestos

Compuestos reforzados con partculas

Compuestos reforzados con fibras

Compuestos laminares

Concreto , asfalto y madera

INTRODUCCIN:

Los datos arqueolgicos indican que en beneficio de la humanidad se ha dispuesto de MATERIALES INGENIERILES y se han utilizado desde el periodo neoltico ,que principio hace unos 10000 aos A.C , inicialmente ,estos materiales consistieron de:

MADERA

PIEDRA

ARCILLA

METALES METEORICOS

HUESO

Mas tarde en Asia Menor se desarrolla la metalurgia del cobre y se obtuvieron objetos como:

ALFILERES

ALAMBRES

ANZUELOS

AGUJAS

NAVAJAS

El objeto de esta introduccin condensada de los aspectos histricos de los materiales de ingeniera ,es el de mostrar que los metales ,los cermicos y ciertos polmeros naturales no son por ningn motivo descubrimientos recientes ,algunos de estos materiales se han desarrollado y utilizado hace unos miles de aos ,tal vez este quede mejor expresado en el pasaje siguiente del primer libro del antiguo testamento ( GENESIS XI ,3 ).

A continuacin se vera la nomenclatura de los materiales para ingeniera con sus respectivas propiedades:

NOMENCLATURA DE LOS METALES:

Metales

Polmeros

Compuestos

Cermicos

Prop. Mecnicas: Resistencia a las fuerzas

Metales:

Prop. Fsicas: Conductividad trmica y elctrica

Prop. Fsicas: Resistencia al medio ambiente

Polmeros

Prop. Mecnicas: Resistencia al desgaste

Compuestos: Proporcionan propiedades que un solo material no puede dar.

Prop. Fsicas: Alta resistencia a la temperatura y aislante

Cermicos:

Prop Mecnicas: Resistencia a la compresin

Propiedades Mecnicas: Parte de la fsica que estudia el comportamiento de los materiales ,bajo la accin de fuerzas.

Propiedades Fsicas: Torsin ,compresin ,tensin ,impacto etc.

USOS:

Metales: Fabricacin de piezas mecnicas y estructuras

Polmeros: Fabricacin de piezas mecnicas y uso domestico

Compuestos: Piezas electrnicas ,capacitores ,resistencias.

Cermicos: Recubrimientos en hornos y refractarios

TIPOS DE MATERIALES.

Los materiales se clasifican segn su uso en 4 grupos que son: Metales ,Cermicos ,Polmeros y Materiales compuestos.

Metales: los metales y sus aleaciones que incluyen el acero son susceptibles de aceptar los siguientes materiales:

Aluminio

Magnesio

Zinc

METALES QUE INCLUYEN: Hierro Fundido

EL ACERO

Titanio

Cobre

Nquel

Estos metales tienen como caracterstica muy en general una adecuada conductividad elctrica ,como trmica relativamente alta resistencia mecnica ,alta rigidez ,muy buena ductilidad y resistencia al impacto.

Son particularmente tiles en aplicaciones estructurales o de carga ,aunque en ocasionalmente se utilizan en forma pura ,sin embargo se prefiere el uso de combinaciones (aleaciones) para mejorar ciertas propiedades deseadas o permitir una mejor combinacin entre ellos.

El hierro y el acero son ampliamente utilizados y baratos parecen poco llamativos con aleaciones del Cobre ya que es muy colorido ,estas aleaciones son ligeras y se utilizan en la aviacin y en el rea espacial ,sin embargo algunos de los materiales mas avanzados tales como el acero inoxidable que es resistente a la corrosin ,las aleaciones para servicios a altas temperaturas como en el caso de las turbinas de gas o del hierro dctil para fundiciones estn basadas en el metal de Hierro estos metales comprenden de los aceros de alta resistencia los de baja resistencia a los de fundicin gris.

CERAMICOS: Los materiales cermicos como ladrillos ,vidrio ,loza tienen escasa conductividad elctrica y trmica aunque sus caractersticas es tener buena resistencia y una buena dureza ,son materiales muy dctiles y poca resistencia al impacto por tal motivo son menos usados que los metales en aplicaciones estructurales son excelentes para altas temperaturas son materiales de excelentes condiciones para la corrosin muchos de ellos tienen propiedades pticas y trmicas algunos de ellos son hermosos ,como la loza fina ,son muy tiles como los imanes cermicos en la fabricacin de televisores ,en las tuberas para alcantarillados y en ladrillos para construccin.

Ladrillo

CERAMICOS DE ESCASA Vidrio

CONDUCTIVIDAD TRMICA:

Loza

POLIMEROS: Los polmeros son molculas orgnicas gigantes ,son ligeras y resistentes a la corrosin buenos aislantes elctricos ,pero tienen relativamente baja resistencia a la tensin y son adecuados para uso a alta temperatura.

Los polmeros se emplean en innumerables aplicaciones como son:

JUGUETES

PINTURAS

ADHESIVOS

NEUMATICOS (Ebonita)

EMPAQUES

POLIESTER

Dentro de ellos podemos incluir al plstico caucho ,ahora se utiliza en el polister y muchos tipos de adhesivos que se producen creando grandes estructuras moleculares ,a partir de molculas orgnicas obtenidas del petrleo o productos agrcolas o POLIMERIZACIN .

Los polmeros se clasifican en:

TERMOESTABLES

TERMOPLSTICOS

ELASTOMEROS

TERMOESTABLES: Este tipo de material no puede ser procesado despus de que ya ha sido conformado en su totalidad.

TERMOPLSTICOS: Se comportan de manera plstica a altas temperaturas pero la naturaleza su enlace lo modifica naturalmente cuando la temperatura se eleva ,este proceso puede ser enfriado ,recalentado o conformado sin afectar el comportamiento del mismo.

ELASTOMERO: Este proceso tiene la capacidad de deformarse elsticamente en alto grado sin cambiar permanentemente su forma.

MATERIALES COMPUESTOS: Los materiales compuestos se producen cuando dos materiales se combinan para dar forma una combinacin de propiedades que no pueden ser obtenidas en los materiales originales.

Estos materiales pueden ser seleccionarse para proporcionar combinaciones poco usuales en rigidez ,resistencia ,peso ,rendimiento a alta temperatura ,resistencia a la corrosin ,dureza o conductividad. Los materiales compuestos metal cermica incluyen herramientas de corte de Carburo de Tungsteno y hasta cementados ;el Titanio es un proceso reforzador de las fibras de carburo ,el Silicio refuerza al acero y al esmaltado.

Los materiales compuestos se clasifican:

FIBRAS: Isotropicas ( vidrio ,vidrio-polmero )

PARTICULAS: Polmero ,ebonita

MATERIALES COMPUESTOS:

LAMINARES: Anisotropico ( Triplay )

COMPUESTO: Grava ,Mezcla ,Cemento

METALES Y ALEACIONESINTRODUCCIN:

Lograr un entendimiento bsico de los metales se necesita primero conocer su naturaleza de los diferentes tomos ,como estn organizados en su estructura mecnica y los efectos del esfuerzo y la temperatura de esta estructura.

Como resultado de este trabajo podemos observar toda una gama de miles de aleaciones metlicas y as podemos entender rpidamente sus propiedades la razn por la cual podemos hacer esto a pesar de un infinito numero de composiciones posibles es porque las aleaciones tienen solo unas pocas estructuras metlicas y diferentes.

MATERIALES:

METALICOS

NO METALICOS ( NO FERROSOS )

Son generalmente slidos a excepcin

Estos materiales no tienen brillo del Mercurio ,la Plata ,el Cobre ,y el

metlico como son la goma ,la Aluminio

madera ,y los plsticos.

De la anterior clasificacin nos interesa estudiar los materiales metlicos ya que la mayora de las piezas que trabajamos caen dentro de esta clasificacin.

Ahora bien los materiales los materiales metlicos se subdividen en dos:

FERROSOS

NO FERROSOS

Aceros y fundiciones intervienen

El cobre y el Zinc y el Aluminio no

en su composicin un determinado

intervienen en su composicin

porcentaje de Carbono.

el Hierro.

DEFINICIN DE ALEACIN:

Son los productos homogneos con propiedades metlicas obtenidas de la mezcla de varios elementos ,de los cuales ,uno es siempre metal que se encuentra netamente superior frente a los otros.

Este metal el que se toma como base para clasificar las aleaciones de inters industrial ,adems de tomar en cuenta el numero de elementos principales ,las aleaciones pueden ser binarias ,ternarias , cuaternarias.

A continuacin se muestran el diagrama de la chispa.

ALEACIONES DE HIERRO

El hierro y el acero son tan ampliamente usados y tan baratos que al principio no parecen tan llamativos comparados con las aleaciones de cobre llenas de colorido y las aleaciones livianas con aplicaciones poco comunes en la industria de la aleacin y en la industria naval.

Para ilustrar un poco la importancia de las aleaciones de base de Hierro ,estudiemos la conformacin de un automvil como son la carrocera ,las puertas ,su estructura ,su guarda barro ,su contenido de carbono a continuacin se muestra dicha conformacin:

Obtencin de los minerales puros, definicin de clasificacin de los minerales.

La metalurgia es la ciencia y el arte que se ocupa de la extraccin de los metales y de sus caractersticas fsicas mecnicas, dividida en dos partes:

A) metalurgia no ferrosos: cobre, estao, nquel, plata, plomo y zinc.

B) metalurgia ferrosa: obtencin del hierro y sus principales aleaciones.

Se llama mineral al estado natural en que los metales se encuentran en la corteza terrestre, ya sea el estado de alta pureza(metales nativos) o formando compuestos qumicos, los metales nativos y los minerales metlicos(menas) se encuentran mezclados con otros productos de nulo valor (gangas) como la piedra caliza, arena slice, feldespatos, arcilla, etctera.

Los minerales e dividendos grupos: minerales oxidado (alumina, cuprita, calamina) y minerales sulfurados (antimonita, galeana ,blenda).

Preparacin mecnicas de los materiales

La preparacin mecnica de los minerales comprende de cinco pasos:

A) apartado

b) molienda

c) cribado

d) clasificacin

e) concentracin

Apartado

Consisten estar en la mina separando a manos o con herramienta el mineral de las gangas, tambin se aprovecha la propiedad magntica para separar minerales magnticos de los no magnticos usando electroimanes o gras

Magnticas.Molienda

Consiste en reducir los pequeos tamaos de trozos los gruesos del mineral con el fin de separar las gangas de las menas, la cual se realizan en dos ms periodos:

A) en el primer periodos se utilizan rompedoras, quebradoras de quijadas, trituradoras, campanas giratorias de acero-manganeso con vstago fij o un movimiento excntrico, machacadoras, estas mquinas reciben el mineral con los grosores de 40 a 50 centmetros y es reducido desde los cinco hasta los dos centmetros de espesor o dimetro, dependiendo el tipo de quebradora.

B) en el segundo periodos utilizan molinos de rodillo, quebradoras de discos verticales u horizontales, en estas mquinas los minerales entre alrededor del los 20 a 25 centmetros de espesor o dimetro, les reducido finalmente hasta 1 cm de dimetro o espesor.

C) en el tercer perodo se lleva a cabo en molinos de bola, que son tambores cilndricos horizontales por dos interiormente con placas de acero manganeso, conteniendo espera del mismo material o de hierro colado blanco, para obtener granos muy finos.

cribado

Consiste en clasificar el material molido en diferentes granos de finura, para qu se le pueda suministrar los procesos de lavado y concentracin, para esto los escribas o tamices que pueden ser hechos de varillas, lminas

Perforadas o telas de alambre, la cual el mineral fino se cuelan fcilmente entre las mallas de o que el que de en tanto que los granos que quieren gruesos vierten hacia la rodilla de superficie del colector adjunto.

Clasificacin

Consisten diferencias de velocidad de cada de los granos del mineral con clasificadores hidrulico o mecnicos dentro de una solucin acuosa, esta diferencia de cada que debe al peso especfico de los granos seleccionados con el mismo ndice de finura.

Concentracin

Existen dos mtodos de concentracin: por gravedad y por flotacin.

A) concentracin por gravedad: se realiza en minerales oxidados o minerales pesados, se usan sedimentadotes que son Cribas conteniendo el mineral en su fondo, sumergido en la.

B) concentracin por flotacin: l realiza en minerales sulfurados, se utilizan ciertas sustancias llamadas correctoras (aceites, materiales bituminosos, grasas,) con las que los granos del mineral impregnan, y ya que impregnado se separar una pulpa con copa para el proceso de flotacin (se lleva a cabo mezclando el mineral molido entre 80 y 100 mallas con una pequea cantidad de sustancia colectora ya mencionada.

Hornos

1) hornos de crisol

2) hornos de Cuba o de soplo

3) cubiletes

4) convertidles

5)convertidores tipo pera

6) hornos de hogar abierto

7) hornos elctricos de arco

En todos los hornos utilizan materiales refractarios, unos materiales refractarios aquel que es capaz de resistir las elevadas temperaturas sin fundirse y adems debe de reunir las siguientes caractersticas:

A) ser buen aislante trmico y elctrico

b) soporta los cambios bruscos de temperaturas

c) resistir la erosin causada por el torrente de gases ascendentes, el descenso de las cargas y de la escoria

D) tener alta resistencia a la compresin.

Para saber la calidad de material refractario, este debe ser sometido a varias pruebas fsicas que son:

A) determinacin de punto de reblandecimiento y de fusin.

B) densidad, porosidad

c) resistencia a la compresin, conductividad trmica y elctrica

d) propiedades dielctricas

e) calor especfico y coeficiente de expansin trmica

Por su comportamiento qumicos los materiales refractarios se clasificar en tres grupos: cidos, bsicos y neutros

Materiales refractarios cidos

Slice, dixido de silicio (arena slice, rocas cuarzosas, tierra de infusorios), con esto se fabrican ladrillos, cuas, tabiques, construccin y reparacin de pisos, paredes y bvedas de diversos hornos, tambin el ganister (mezcla de cuarzo triturado con arcilla refractaria), con este material se forran las tinas y cucharas para recibir y vaciar el acero fundido.

Materiales refractarios bsicos

magnesita, carbonato de magnesio, con esto se puede construir de reparar hornos de elctricos, hornos de hogar abierto, la dolomita (mezcla de carbonato de magnesio y carbonato de calcio), para restaurar crisoles

Y paredes de hornos, la cal dixido de calcio, material que se utiliza nicamente en forma de morteros para restaurar paredes, pisos o crisoles de hornos elctricos de arco.

Materiales refractarios neutros

Grafito, con este material se fabrica numerosas aleaciones no ferrosos, hierro colados y algunos aceros crisol. La cromita es una sesquixido de cromo y de hierro se usan en forma de mortero como separador durante el forrado de pisos, crisoles y paredes de hornos de hogar abierto y elctricos de arco.

El asbesto es un silicato hidratado de calcio en magnesio; se usan de placas, lminas y hojas, cordones, fibras, etctera, es un poderoso aislante trmico y elctrico usado en planchas, hornos elctricos de induccin, en tuberas como revestimientos calorfugos.

Metalurgia no ferrosos

Aluminio

Este material es la ms abundante corteza terrestre, y a pesar de su abundancia no existen en su estado nativo, minerales de obtencin:

1) bauxita

2) criolita

Propiedades: el aluminio es un metal blanco plateado y brillante en estado de alta pureza, es bastante dctil y maleable comparado con su peso es bastante resistente mecnicamente, posee elevada conductividad trmica.

Aplicaciones: en las industrias de fabricacin de automviles o transportes de general, tales como los aviones, ferrocarriles, carroceras de autobuses, motores elctricos y de combustin, muebles, bateras de cocina, construcciones de edificios, barras, remates, perfiles, lminas para techar o forrar. En la industria qumica y alimenticias para equipos que comprenden cambiadores de calor, condensadores, destiladores, evaporadores, vlvulas, tanques de almacenamiento, tubos flexibles para pastas, ungentos, dentfricos, hojas o papeles para envolturas de alimentos o cigarros. En la industria elctrica para ncleos o rotores de motores, cables y alambres.

Cobre

Propiedades: el cobre es un metal de color rojo, muy maleable dctil el estado de alta pureza, posee una elevada conductividad trmica y elctrica, el cobre en condiciones en los atmosfricas normales es bastante resistente a la corrosin, pero cuando la temperatura es hmeda se descubre con una capa verde jade platina o cardenillo que los protege de ulteriores ataques.

Aplicaciones: en la ingeniera e industria para producir alambres, tubos, lneas de telfonos, telgrafos, evaporadores, radiadores, alambiques, condensadores, lminas para forrar recipientes.

Estao

Este metal se localiza depsitos sedimentarios por tal motivo es de alta pureza, para su preparacin slo requiere de un simple lavado y ser unificado por refinacin confusin o refinacin electrlica.

A) refinacin por fusin: consisten calentar el metal impuro a 232grados c (punto de fusin) y eliminar las impurezas que tienen mayor que tienen mayor punto de fusin.

B) refinacin electroltica: contest que agregarle una solucin acuosa de cidofluocilico para eliminar las impurezas a un 99.99%.

Propiedades: el estao es un metal de color blanco grisceo parecido al de la plata, es suave, dctil, y maleable pero muy poco resistente a la atraccin, o sea casi carece de tenacidad, el metal al ser doblado produce un crujido a debido a la dislocacin de sus cristales.

Magnesio

Este metal no es estado nativo, minerales de obtencin:

1) palomitas

2)magnecita

3)carnalita

Propiedades: el magnesio es un metal de color blanco plateado brillante, es lminable entre 350 grados c y 400 grados c, es soluble con los cidos diluidos exceptuando al cido fluorhdrico, se alea Con mayora de los metales exceptuando el hierro y el cromo, los metales con los metales con los que ms se une como elemento aleado son el aluminio, cobre, cadmio, zinc y manganeso.

Aplicaciones: en virtud de su extraordinario bajo peso especfico y gran poder reductor, sus aleaciones se usan en la fabricacin de aviones y equipo de transporte general, equipo textil, de maniobra, moldes livianos para concreto y productos estructurales, como desoxidante desgascificante en el vaciado de otros metales y aleaciones (bronces, metales monel, alpacas.

Nquel

El nquel existe estado nativo, se supone que abundan en el magma terrestre, los minerales extraccin del nquel ms socorridos son sulfuros (piritas niquelferas, arseniuros, sulfoarseniuro, sulfoantimoniuros) y silicatos.

Propiedades: en nquel es un metal blanco ligeramente plido y brillante, es duro y muy tenaz cuando contiene una pequea cantidad del carbono, se vuelve maleable dejndose laminar, pequeos porcentajes de magnesio, en muy resistente a la corrosin atmosfrica, y aliado a hierro le imparte gran resistencia a la oxidacin.

Aplicaciones. La gran mayora de produccin de nquel se emplea en la fabricacin de las aleaciones ferrosas y no ferrosos (aceros resistentes al calor y ala corrosin, aceros inoxidables, austeniticos y ferriticos, aceros estructurales, latones y bronces al nquel, aleaciones cupro-nquel, metal monel.

Plomo

Este metal se encuentra en casi todo el mundo formando compuestos, pues en estado nativo slo hay indicios, sus principales minerales de extraccin:

1) galeana

2) cerusita

El plomo contenido se conoce como plomo crudo o plomo de obra y contiene impurezas frecuentemente oro y plata, la mayora de las impurezas causan fragilidad al plomo, por esto hay dos mtodos de eliminacin que son:

A) suavizacin: consiste en eliminar impurezas que contiene el plomo por medio de un tratamiento oxidante (mtodos de susharris).

B) desplate: consiste en separar los metales preciosos contenidos de plomo argentfero ya suavizado y separar tambin el bismuto (mtodos de pattinson, parkes y betts).

Propiedades: el plomo es un metal de color gris azulado muy brillante, dentro del metales comunes es el ms pesado, su elevada plasticidad le permite ser trabajado fcilmente en fri, este metal jams debe de estar en contacto con las bebidas y alimentos.

Aplicaciones: el plomo se utiliza preferentemente para la fabricacin de tuberas, drenajes y accesorios para los mismos, en forma de las lminas y tiras para recubrimientos estables telefnicos, elctricos, subterrneos o areos, en forma de hoja para forrar mesas de trabajo, tanques, etctera.

Zinc

Este metal nunca se encuentra en estado nativo por causa de su actividad qumica, sus principales minerales de extraccin son:

1)blenda o esfalerita

2)calamina o smitsonita

Propiedades: el s es un metal de color blanco azulino, funde a 419 grados c y hierve a 907 grados c, el zinc a temperatura ambiente es frgil, que resistente a la corrosin en condiciones normales, pero cuando se une el contacto con el aire hmedo se opaca al formarse una pelcula bicarbonato bsicos de zinc.

antimonio

El antimonio es una elemento de transicin entre metales que no metales, rara vez parece de estado nativo, los minerales ms importantes de extraccin son:

1)estibina, estibinita o antimonita

2)valentinita

3)quermecita

Propiedades: el antimonio es un elemento duro y muy frgil pudindose granular y pulverizar fcilmente, desde color blanco, placas cristalino.

Aplicaciones: con este elemento se fabrican aleaciones antifriccin como endurecedor, metales para impresin, plomo antimoniado rgido para rejillas y placas de bateras cidas y barras andicas, en la industria blica se gusta para endurecer proyectiles expansivos.

Metalurgia de hierro

El hierro es el elemento ms econmico y el ms usado en el ramo de la ingeniera, los principales minerales de obtencin son:

1)hematita: sesquixido se hierro, es el principal y el ms abundante, color rojo carne.

2)magnetita: xido ferroso de color negro, puede llamarse tambin piedras de imn, es el mineral ms rico de hierro.

3)siderita: carbonato de hierro, es el ms pobre de contenido de hierro.

4) manganeso: consisten en separar el azufre como el sulfuro de manganeso

5) fsforo: produce fluidez en el hierro prolongado el tiempo de solidificacin favoreciendo la descomposicin de la cementita.

Moldeo

Es la elaboracin de un molde para su vaciado y se lleva acab a mano o mecnicamente.

En el moldeo consisten tres mtodos fundamentales para el vaciado de metales, aleaciones o materiales plstico:

1) por gravedad: se aprovecha la fuerza de atraccin terrestre y la velocidad con que se realiza esta operacin, depende de la masa del metal fundido, de la capacidad del molde, el grado de fluidez del material derretido para vaciar y del espesor de las piezas que se vacan.

2) por centrifugacin: consiste en colocar sobre una tarima giratoria el molde para vaciar, teniendo como fuente de alimentacin un canal de colada vertical colocada exactamente en el centro de rotacin de la tarima.

3) a presin: se realiza utilizando una presin que siempre es mayor que la atmosfrica, existen dos variantes: a baja (proceso intermedio entre el vaciado por gravedad y vaciado a alta presin) y alta presin.

Aleaciones para vaciado a presin

Por lo general las piezas vaciadas a presin, resultan con un acabado casi perfecto, lo cual se deriva de la precisin del acabado de molde.

Los metales que se utilizan para el vaciado a presin son:

A) aleaciones aparte de estao: tiene gran uso en piezas en contacto con los alimentos y bebidas, pues tiene gran resistencia a la corrosin y no son txicas.

B) aleaciones a base de plomo: Su uso actual se encuentra bastante circunscrito (postes y terminales de bateras cidas, etctera).

C) aleaciones a base de zinc: estas aleaciones poseen gran fluidez, un relativo bajo punto de fusin que garantiza la larga vida de los moldes.

D) aleaciones a base de aluminio: estas aleaciones han tenido un amplio uso en la industria aeronutica en muchas piezas vaciadas a presin.

E) aleaciones a base de cobre: son latones para vaciados a presin, caracterizado por tener las mejores propiedades mecnicas que las dems aleaciones.

F) aleaciones a base del magnesio: estas aleaciones se consideran como el ms moderno desempeo del rengln de vaciados a presin.

Aleaciones antifriccin

A la aleaciones antifriccin estn constituidas por lo o ms metales que no forman soluciones slidas y por lo tanto, su sexto una est constituidas por un lado de partculas duras y por el otro un lado de partculas o cristales suaves.

El objetivo principal de los cristales duros consiste en soportar la abrasin y las cargas, tanto que los cristales suaves permiten su suavidad a la partculas mudas de que se acomoden a las condiciones superficiales del rodamiento que ser se desliza sobre el metal antifriccin.

Alineaciones antifriccin a base de estao: son conocidas como metales babbitt, hechas con estao, antimonio y cobre, pudindoseles aadir ciertas cantidad de plomo para abaratarlas, son aleaciones blancas de bajo punto de fusin, tambin conocidas como metales blancos antifriccin.

Aleaciones antifriccin a base de plomo: estas aleaciones son muy usadas para cojinetes de maquinaria de marcha tranquila y cojinetes de ejes de transmisin para trabajo ligero.

Aleaciones antifriccin a base de aluminio: estas aleaciones tienen gran resistencia la corrosin, mayor que las de los babbitts y gran retencin de dos lubricantes. Los propiedades ms desfavorable con la baja resistencia a la fatiga y elevado coeficiente de expansin trmica.

Aleaciones antifriccin a base de cadmio: con sus bajo costo reemplazan a los babbitts, estas aleaciones con tiene ms del 97% de cadmio, son de alta resistencia y tenacidad, tiene bajas propiedades de friccin, buena estabilidad con los cambios de temperatura y una resistencia superior a los babbitts tiene las aleaciones de plomo, ests se utilizan en cojinetes de automviles.

Aleaciones antifriccin porosas: son bronces porosos que se obtienen mediante la metalurgia de los polvos e impregnados despus con hacer es para hacernos autolubricantes.

Aleaciones antifriccin a base de plata: son lo mximo de las reas donde decidido a su excelentes caractersticas tanto mecnicas como antifriccin, dichas caractersticas son: elevada conductividad trmica que le permite despejar el calor originado en un rea local del rodamiento, resistencia a la fatiga superior y su permanente dureza a elevadas temperaturas.

Aleaciones a base de plomo

Aleaciones plomo-estao: estas aleaciones tienen un uso extraordinario debido a la facilidad que tienen para fundirse muy rpidamente (180 y 325 grados c) y poderse aplicar a muchos metales en forma de recubrimientos y soldaduras.

Metal para bateras cidas: esta planeacin contiene entre 5 y 12% de antimonio y se vuelve ms fluidas cuando contienen 0.5% de estao y se utilizan en el vaciado de las rejillas o placas de acumuladores cidos.

Metales para caracteres de imprenta: son aleaciones de plomo-antimonio-estao similares en composicin a las usadas en los metales antifriccin, los metales mas usados en el trabajo de impresin son:

A) metal para monotipo: 31 de las aleaciones que contienen plomo-antimonio-estao usadas para vaciar los tipos libres o sueltos, para imprimir en mquinas tipogrficas.

B) metal para linotipo aleacin de plomo-antimonio-estao usadas para preparar lneas enteras para imprimir en mquinas tipogrficas directamente sobre el papel.

C) metal para estereotipo: es la aleacin que contiene plomo-antimonio-estao para imprimir plantas enteras o fracciones, con extraordinaria nitidez.

D) metal para electrotipo: aleacin de plomo-antimonio-estao usadas que en forma que placas que las cuales, se electro deposita una de sus ligeras pelculas de cobre de la que se realiza el electrotipo.

Aleaciones a base de cobre

A) bronce fosforado: son muy usados en la fabricacin de diafragmas y resortes, por tu alta resistencia a la fatiga, desgaste y corrosin.

B) bronce al silicio: es utilizado el partes donde requiere una alta resistividad elctrica, tal como en de los motores de induccin (jaula de ardilla).

C) bronce al aluminio: por su bajo coeficiente de friccin contra el acero y sus excelentes caractersticas se utiliza en cojines para maquinaria pesada en general, automviles, partes de bombas, gras y aspas para ventiladores.

D) bronce al manganeso: es un bronce preferentemente utilizado en partes sujetas a elevadas resistencia a la traccin con gran resistencia a la corrosin, muy til para engranes y partes estructurales.

E) bronce para can: es tambin conocido como bronce admiralty, posee gran tenacidad, gran resistencia de la corrosin de agua de mar y buenas propiedades de vaciado, por tales razones se utilizar ampliamente en la fabricacin de engranes, cojines, bujes, mbolos, accesorios para tuberas, tuercas, tornillos y juntas.

latones

Se llaman latones a las aleaciones formadas a base de cobre y zinc.

Los latones se clasifican en dos principales grupos:

A) los que trabajan en fro (latones Alfa): combinan una buena resistencia a la tensin con gran ductivilidad, magnfica resistencia a la corrosin y fcil contabilidad.

B) lo que la baja en caliente (latones Beta): poseen menos conductividad que dos latones Alfa.

Aceros para herramienta

Son aquellos que soportan las principales operaciones mecnicas as como las condiciones fsico qumicas inherentes a las cuales una herramienta va a estar sujetas.

Las principales tipos de operaciones en los cuales los aceros para la herramientas son usados:

A) corte

B) conformado

C) extrucin

D) laminado

E) troquelado

Para los fabricantes de herramientas son de suma importancia estos cuatro pasos:

A) dise apropiado de la herramienta

B) precisin al hacer la herramienta

C) seleccin de acero

1) anlisis de acero

2) perfeccin fsica del acero

3) caractersticas especiales del acero

D) tratamiento trmico adecuado o prrafo

6) escoria: este producto est constituido principalmente por un silicato doble de calcio y aluminio, lo cual consiste en colectarla de ollas puestas sobre unas vagonetas y es transportada a otros lugares para su aprovechamiento (material de relleno de concreto, pavimentacin, etctera).

Fabricacin de aceros

Se conocen 6 procesos para purificar el hierro de primera fusin:

A) procesos bessemer cido

B) procesos bessemer o Thomas bsico

C) proceso siemens-Martn o de hogar abierto cido

D) proceso siemens-Martn o de hogar abierto bsico

E) proceso en horno elctrico de arco cido

F) proceso de horno elctrico de arco bsico

Cada uno produce aceros distintos de los dems por consiguiente, cada uno requiere un hierro colado exclusivo.

Metales a base de aluminio

Estas aleaciones se dividen en dos grupos:

A) aleaciones para forja: el metal vaciado en forma de lingote se trabaja en procesos mecnicos como la forja, laminado, estirado, extruido, etctera. Las aleaciones para forja se dividen en dos:

1) aleaciones trmicamente tratables: reconocido total, solubilizado y trabajo del fro, enfriado bruscamente.

2) aleaciones no tratables trmicamente: quedan definidas por la cantidad de trabajo fro que les suministren despus del ltimo recocido y si estas propiedades desaparecen por algn calentamiento adicional, ya no se recuperan, en estas aleaciones se logran cinco tipos de dureza: recocido total, medio duro, tres cuartos, totalmente duro y dur es trabajado.

B) aleaciones para vaciado: se utilizan nicamente para obtener una pieza requerida tal como resulta del vaciado de un molde, ya sea por gravedad, presin o centrifugacin.

Mtodos de fabricacin de aleaciones

Existen dos mtodos industriales de fabricacin de aleaciones:

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1) unin directa por fusin de sus constituyentes

2) por sinterizacin o sinterizacin de los constituyentes de la aleacin, en polvo (metalurgia de los polvos).

Modelos

Se llama model a la representacin fiel de las caractersticas internas y externas de un objeto que se desea obtener en una o el un sinnmero de veces.

Los modelos pueden fabricarse con materiales metlicos (aceros, aluminio, bronce, hierro colado, arcillas, etctera).

Aleaciones a base del magnesio

El magnesio es un elemento muy abundante en la naturaleza y su principal fuente de obtencin se encuentra del agua de mar y por consiguiente puede ser obtenido en cualquier parte del mundo. Este elemento forma aleaciones con la mayora de los metales, exceptuando al hierro y cromo.

INTRODUCCIN

Los polmeros, que abarcan materiales tan diversos como los plsticos, el hule o caucho y los adhesivos, son molculas orgnicas en gigantes en cadena, con pesos moleculares desde 10,000 hasta ms de 1,000,000 g/mol. La polimerizacin es el proceso mediante el cual molculas ms pequeas se unen ara crear estas molculas gigantes. Los polmeros se utilizan en un nmero sorprendente de aplicaciones, incluyendo juguetes, aparatos domsticos, elementos estructurales y decorativos, recubrimientos, pinturas, adhesivos, llantas de automvil, espumas y empaques. Los polmeros son a menudo utilizados como fibra y como matriz en compuestos.

CLASIFICACIN DE LOS POLMEROS

Los polmeros se clasifican de varias formas: primero, segn la manera en que las molculas son sintetizadas; segundo, en funcin de su estructura molecular y tercero, por su familia qumica. Sin embargo, el mtodo ms usado para describir los polmeros es en funcin de su comportamiento mecnico y trmico. La siguiente tabla compara las tres clases principales de polmeros.

COMPORTAMIENTOESTRUCTURA GENERAL

TermoplsticoCadenas lineales flexibles

TermoestableRed rgida tridimensional

ElastmeroCadenas lineales con enlaces cruzados

Los polmeros termoplsticos se componen de largas cadenas producidas al unir molculas pequeas o monmeros y tpicamente se comportan de una manera plstica y dctil. Al ser calentados a temperaturas elevadas, estos polmeros se ablandan y se conforman por flujo viscoso. Los polmeros termoplsticos se pueden reciclar con facilidad.

Los polmeros termoestables estas compuestos por largas cadenas de molculas con fuertes enlaces cruzados entre las cadenas para formar estructuras de redes tridimensionales. Estos polmeros generalmente son ms resistentes, aunque ms frgiles, que los termoplsticos. Los termoestables no tienen una temperatura de fusin fija y es difcil reprocesarlos una vez ocurrida la formacin de enlaces cruzados.

Los elastmeros, incluyendo el caucho, tienen una estructura inmediata, en la cual se permite que ocurra una ligera formacin de enlaces cruzados entre las cadenas. Los elastmeros tienen la capacidad de deformarse elsticamente en grandes cantidades sin cambiar de forma permanente.

FORMACIN DE CADENAS POR EL MECANISMO DE ADICIN

La formacin del polmero ms comn, el polietileno (PE) a partir de molculas de etileno, es un ejemplo de polimerizacin por adicin (o crecimiento de cadenas). El etileno es un gas, de frmula C2H4. Los tomos de carbono estn unidos por un enlace covalente doble. Cada uno de estos tomos comparte dos de sus enlaces con el otro, y dos tomos de hidrgeno estn enlazados a cada uno de los tomos de carbono. La molcula de etileno es un monmero.

ENLACES NO SATURADOS

La polimerizacin por adicin ocurre porque el monmero original tiene un enlace covalente doble entre tomos de carbono. El enlace doble es un enlace no saturado. Despus de cambiar a un enlace simple, los tomos de carbono siguen unidos, pero convierten en activos, se pueden agregar otras unidades de repeticin para producir las cadena polimrica.FUNCIONALIDAD

La funcionalidad es el nmero de sitios en los cuales pueden unirse dos molculas a la unidad de repeticin del polmero. En el etileno hay dos sitios en cada tomo de carbono en los cuales las molculas pueden fijarse, por lo que el etileno es bifuncional y solamente se formarn cadenas. S ay tres o ms sitios donde las molculas pueden fijarse, se forma una red tridimensional.

INICIACN DE LA POLIMERIZACIN POR ADICINPara empezar la adicin, es decir el proceso de polimerizacin por crecimiento de cadenas, se aade un iniciador al monmero. El iniciador forma radicales libres con un sitio reactivo, que atrae a uno de los tomos de carbono de un monmero de etileno. Cuando ocurre esta reaccin, el sitio reactivo se transfiere al otro tomo de carbono del monmero y se empieza a formar una cadena. Una segunda unidad de repeticin de etileno se puede fijar en este nuevo sitio, alargndose la cadena. Este proceso continuar hasta que quede formada una larga cadena de polietileno, es decir un polmero por adicin.

CRECIMIENTO DE LA CADENA POR ADICIN

Una vez iniciada la cadena se unen a gran velocidad unidades de repeticin a cada cadena, quizs a varios miles de adiciones por segundo. Cuando la polimerizacin est casi terminada, los pocos monmeros restantes deben recorrer grandes distancias antes de alcanzar un sitio activo en el extremo de alguna cadena y, en consecuencia, la velocidad de crecimiento disminuye.

TERMINACIN DE LA POLIMERIZACIN POR ADICIN

Las cadenas pueden terminarse mediante dos mecanismos. Primero, los extremos de las dos cadenas en crecimiento pueden unirse. Este proceso, conocido como combinacin genera una sola cadena larga a partir de dos ms cortas. Segundo, el extremo activo de una cadena puede quitar un tomo de hidrgeno de otra mediante un proceso conocido como desproporcionacin; esta reaccin formar dos cadenas, en vez de combinarlas en una ms larga.

FORMA DE CADENA

Las cadenas de polmeros pueden torcerse y girar debido a la naturaleza tetradica del enlace covalente. La siguiente figura ilustra dos geometras posibles mediante cualquier posicin dentro del crculo manteniendo an la direccionalidad del enlace covalente. Se puede producir una cadena recta, auque lo ms probable es que quede muy retorcida.

Las cadenas se tuercen y giran en respuesta a factores externos como la temperatura o la ubicacin de la siguiente unidad de repeticin al agregarse a la cadena. Finalmente, las cadenas quedan entrelazadas unas con otras creciendo todas simultneamente. La apariencia de las cadenas de polmeros es semejante a la de una cubeta llena de lombrices o al de un plato de espagueti. El entrelazado de las cadenas de polmeros es un mecanismo importante que le de resistencia al material. Los mismo que pasa al tomar un puado de lombrices de una cubeta; toda la masa tiende a conservarse junta debido a este entrelazamiento, aun cuando se est en contacto con slo unas cuantas lombrices. El entrelazamiento de largas cadenas, junto con loas enlaces Van der Waals entre cadenas, tambin proporcionan resistencia al polmero lineal.

TERMOFLUENCIA

En los polmeros amorfos, la energa de activacin y la viscosidad son bajas, y el polmero se deforma con esfuerzos reducidos. Cuando al polmero se le aplica un esfuerzo constante sufre con rapidez una deformacin, conforme los segmentos de cadena se deforman. A diferencia de los metales o de los cermicos, la deformacin no llega a un valor constante. En vez de ello, debido a la baja viscosidad la deformacin sigue incrementndose con el tiempo, conforme las cadenas se deslizan lentamente una al lado de otra. Esta condicin describe la termofluencia del polmero y ocurre en algunos polmeros, incluso a temperatura ambiente. La velocidad de termofluencia se incrementa ante esfuerzos y temperaturas superiores (reduciendo la viscosidad).

Se pueden utilizar varias tcnicas para disear un componente a partir de los datos de termofluencia. En los polmeros se pueden observar curvas de esfuerzo-ruptura. Para un esfuerzo aplicado y una temperatura de operacin conocidos, podr determinarse el tiempo de servicio antes de que falle el componente.

Efecto de la temperatura sobre el comportamiento esfuerzo-ruptura, de un polietileno de alta densidad

Otro mtodo para representar datos de la termofluencia consiste en medir la deformacin en funcin del tiempo y del esfuerzo aplicado.

MEZCLAS Y ALEACIONESEs posible mejorar las propiedades mecnicas de muchos termoplsticos mediante mezclas y aleaciones. Al mezclar un elastmero no miscible con el termoplstico, se produce un polmero de dos fases, como el ABS. El elastmero no se introduce en la estructura como un copolmero, pero en cambio contribuye a adsorber energa y a mejorar a la tenacidad. Los policarbonatos utilizados para producir cabinas transparentes de aeronaves son endurecidos de esta manera mediante elastmeros.

FORMACIN DE CADENAS POR EL MECANISMO DE CONDENSACIN

Los polmeros lineales tambin se forman mediante reacciones de condensacin o polimerizacin de crecimiento por pasos, produciendo estructuras y propiedades similares a las de los polmeros lineales por adicin. Sin embargo, el mecanismo de la polimerizacin por pasos requiere que por lo menos dos monmeros distintos participen en la reaccin. La polimerizacin del dimetiltereftalato y del etilenglicol para la produccin del polister es un ejemplo importante.

GRADO DE POLIMERIZACIN

La longitud promedio de un polmero lineal se representa por su grado de polimerizacin, el cual es el numero de unidades de repeticin dentro de la cadena. El grado de polimerizacin tambin se puede definir como

Si el polmero contiene un solo tipo de monmero, el peso molecular de la unidad de repeticin es el mismo del monmero. Si el polmero contiene mas de un tipo de monmeros, el peso molecular de la unidad de repeticin ser la suma de los pesos moleculares de los monmeros, menos el peso molecular de subproducto.

La longitud de la cadena en un polmero lineal varia considerablemente. Algunas pueden ser bastante cortas, debido a una terminacin temprana; otras pueden resultar excepcionalmente largas. Existen dos formas para definir un peso molecular promedio.

El peso molecular promedio por peso de cadenas se obtiene dividiendo las cadenas en rangos de tamao y determinando que fraccin de las cadenas tienen pesos moleculares dentro de dichos rangos. El peso molecular promedio por peso es

EMBED Equation.3 donde es el peso molecular medio de cada rango y es la fraccin del peso del polmero que tiene cadenas dentro de ese rango.

El peso molecular promedio por nmeros en cadenas se basa en la fraccin numrica, en vez de la fraccin de peso, de las cadenas dentro de cada rango de tamao. Este numero siempre resulta ms pequeo que el peso molecular promedio por peso

donde de nuevo, es el peso molecular medio de cada rango de tamao, pero es la fraccin del numero total de cadenas dentro de cada rango. Se pueden utilizar indistintamente o para calcular el grado de polimerizacin.

ARREGLO DE LAS CADENAS POLIMERICAS EN LOS TERMOPLSTICOS

En los polmeros termoplsticos tpicos, los enlaces en las cadenas son covalentes, pero las largas cadenas retorcidas estn sujetas entre s por enlaces secundarios dbiles adems de estar entrelazadas. Cuando se aplica un esfuerzo al termoplstico, los enlaces dbiles entre cadenas pueden superarse y las cadenas giran y se deslizan entre ellas mismas. La facilidad con que las cadenas se deslizan depende de la temperatura y de estructura del polmero. Se pueden observar varias temperaturas criticas.

Polmeros lquidos A la temperatura de fusin , o por encima de ella, los enlaces entre las cadenas retorcidas y entrelazadas son dbiles. Si se aplica una fuerza, las cadenas se deslizan una contra otra y el polmero fluye casi sin deformacin elstica. La resistencia y el mdulo de elasticidad son prcticamente cero y el polmero esta listo para vaciarse y para muchos procesos de conformado. Los puntos de fusin de polmeros tpicos aparecen en tablas.

Polmeros cauchoticos o correosos Por debajo de la temperatura de fusin, las cadenas de polmeros siguen retorcidas y entrelazadas. Estos polmeros tienen una estructura amorfa. Justo por debajo de la temperatura de fusin, el polmero se comporta de manera cauchotica; cuando se le aplica un esfuerzo ocurre tanto una deformacin elstica como plstica. Al eliminar el esfuerzo, se recupera rpidamente la deformacin elstica, pero el polmero ha quedado deformado permanentemente por el movimiento de las cadenas. Se pueden obtener grandes elongaciones permanentes, permitiendo la conformacin del polmero en formas tiles por moldeado o extrusin.

Polmeros vtreos Por debajo de la temperatura de transicin vtrea el polmero lineal se hace duro y frgil como el vidrio. El arreglo de las cadenas de polmeros sigue siendo amorfo. Cuando el polmero se enfra por debajo de la temperatura de transicin vtrea, ciertas propiedades, como la densidad o el modulo de elasticidad cambian a una velocidad diferente.

Polmeros cristalinos Muchos termoplsticos se cristalizan parcialmente al ser enfriados por debajo de la temperatura de fusin y las cadenas se acercan y se alinean estrechamente a lo largo de distancias apreciables. La densidad sufre un incremento brusco cuando las cadenas retorcidas y entrelazadas, se reorganizan en estructuras ms ordenadas y compactas.

DEFORMACIN Y FALLA DE LOS POLIMEROS TERMOPLASTICOS

Cuando aun polmero termoplstico se le aplica una fuerza externa, ocurren a la vez deformaciones elsticas y plsticas. El comportamiento mecnico esta ntimamente ligado a la manera en que las cadenas del polmero se mueven entre s bajo carga. La deformacin es mas complicada en los polmeros termoplsticos que en la mayora de los metales y de los materiales cermicos, ya que el proceso de deformacin depende del tiempo y de la rapidez de aplicacin de la carga.

Comportamiento elstico En estos polmeros la deformacin elstica es resultado de dos mecanismos. Un esfuerzo aplicado hace que se estiren y distorsionen los enlaces covalentes de las cadenas, permitiendo que estas se Viscoelasticidad La capacidad de un esfuerzo para provocar el deslizamiento de cadenas y la deformacin plstica esta relacionada con el tiempo y la rapidez de deformacin. Si el esfuerzo se aplica lentamente (una rapidez de deformacin lenta), las cadenas se deslizan fcilmente una al lado de otra; si se aplica con rapidez, no ocurre deslizamiento y el polmero se comporta de manera frgil.

CONTROL DE LA ESTRUCTURA Y DE LAS PROPIEDADES DE LOS TERMOPLSTICOS

Grado de polimerizacin Cadenas mas largas, esto es, un mayor grado de polimerizacin, incrementan la resistencia del polmero hasta cierto punto. Conforme se incrementa la longitud de las cadenas, se enmaraan mas y el polmero tiene una temperatura de fusin mas elevada, una mejor resistencia y una mayor resistencia a la termofluencia. El monmero de etileno ilustra lo anterior. Tpicamente el polietileno comercial tienen un bajo grado de polimerizacin de menos de 7000 (es decir un peso molecular menor a 200,000 g/mol). El polietileno de alto rendimiento y alta densidad tiene un grado de polimerizacin de hasta 18,000. un polietileno de ultra-alto peso molecular puede tener un grado de polimerizacin de 150,000, lo que proporciona propiedades de impacto que exceden a las de todos los dems polmeros, adems de una buena resistencia y ductilidad.

Efecto de los monmeros en el enlace entre cadenas En esta seccin, solamente se consideran los homopolmeros. Estos polmeros contienen unidades de repeticin idnticas. En los homopolmeros, el tipo de monmero influye en la unin entre cadenas y en la capacidad de las mismas para girar o deslizarse entre ellas al aplicarles un esfuerzo.

Polmeros cristalinos lquidos Algunas de las cadenas termoplsticas complejas se hacen tan rgidas que funcionan como varillas, incluso cuando se calientan por encima del punto de fusin. Estos materiales son polmeros cristalinos lquidos (LCP). Algunos polisteres aromticos y poliamidas aromticas o aramidas son ejemplos de polmeros cristalinos lquidos, y se utilizan como fibras de alta resistencia. El kevlar, una poliamida aromtica, es el mas conocido de los LCP y se utiliza como fibra de repuesto para aplicaciones aerospaciales y para chalecos a prueba de balas.

Ramificacin La ramificacin ocurre cuando un tomo unido a la cadena lineal principal es eliminado y reemplazado por otra cadena lineal. Esto puede ocurrir varias veces cada 100 tomos de carbono en la cadena principal del polmero. La ramificacin redcela tendencia a la cristalizacin y a la compactacin de las cadenas, reduciendo, por lo tanto, su densidad, su rigidez y la resistencia del polmero. El polietileno de baja densidad (LD), que tiene muchas ramificaciones, es ms dbil que el polietileno de alta densidad (HD), que prcticamente no tiene ramificaciones.

Copolmeros Los copolmeros son cadenas de adicin lineal compuestas de dos o ms tipos de molculas. El ABS, compuesto de acrilonitrilo butadieno (un elastmero sinttico) y de estireno es uno de los materiales polimricos ms comunes. El estireno y el acrilonitrilo forman un copolmero lineal (SAN) que sirve de matriz. El estireno y el butadieno tambin forman un polmero lineal, el caucho BS que acta como material de relleno. La combinacin de ambos copolmeros le da al ABS una excelente combinacin de resistencia, rigidez y tenacidad.

ELASTMEROS (HULES)

Un cierto numero de polmeros lineales naturales y sintticos conocidos como elastmeros presentan gran cantidad de deformacin elstica al aplicarles una fuerza. Bandas elsticas, llantas de automviles, empaques en forma de anillos en O, mangueras y aislamiento para conductores elctricos son usos comunes de estos materiales. Elastmeros termoplsticos Los elastmeros termoplsticos (TPE) son un grupo especial de polmeros, que no se basan en los enlaces cruzados para producir gran cantidad de deformacin elstica. El Estireno-butadieno es un copolmero de bloque, diseado de tal forma que las unidades de repeticin del estireno estn localizadas solo en los extremos de las cadenas.

POLMEROS TERMOSTABLES

Los termoestables son cadenas de polmeros con enlaces altamente cruzados, que forman una estructura de red tridimensional. Ya que las cadenas no pueden girar ni deslizarse, estos polmeros poseen buena resistencia, rigidez y dureza. Sin embargo, tambin tienen bajas ductilidad y propiedades al impacto y una alta temperatura de transicin vtrea. En un ensayo a la tensin los polmeros termoestables presentan el mismo comportamiento de los metales o los cermicos frgiles.

Los polmeros termoestables a menudo se inician como cadenas lineales. Dependiendo del tipo de unidades de repeticin y del grado de polimerizacin, el polmero inicial puede ser un slido o una resina liquida; en algunos casos, esta se utiliza en dos o tres paredes (como en el caso de los dos recipientes de cemento epxico de uso comn). El calor, la presin, la mezcla de las varias resinas u otros mtodos, inician la formacin de enlaces cruzados. Este proceso no es reversible: una vez formado, no es posible reutilizar o reciclar de manera conveniente el termoestables.

FENLICOS : Los fenlicos, que son los termoestables de uso ms comn, se utilizan frecuentemente como adhesivos, recubrimientos, laminados y componentes moldeados para aplicaciones elctricas o de motores. La baquelita es uno de los termoestables fenlicos ms usual.

Una reaccin de condensacin que une las molculas de fenol y de formaldehdo produce la resina inicial fenlica lineal. El tomo de oxgeno en la molcula de formaldehdo reacciona con un tomo de hidrgeno en cada una de dos molculas de fenol, liberndose agua como subproducto. Acto seguido, las dos molculas de fenol se unen mediante el tomo de carbono restante en el formaldehdo.

Este proceso contina, hasta que se forma una cadena lineal de fenol formaldehdo. Sin embarga, el fenol es trifuncional; Una vez formada la cadena, en cada anillo de fenol existe un tercer sitio para el enlace cruzado con cadenas adyacentes.

AMINAS : Las aminorresinas, producidas por combinacin de urea o monmeros de melamina con formaldehdo son similares a las fenlicas. Los monmeros se unen mediante un enlace de formaldehdo para producir cadenas lineales. El formaldehdo excedente proporciona los enlaces cruzados necesarios para generar polmeros fuertes y rgidos, adecuados para usos como adhesivos, interruptores, contactos o placas de pared.

URETANOS : Dependiendo del grado de enlaces cruzados, los uretanos se comportan como polmeros termoestables, como polmeros termoplsticos o como elastmeros. Estos polmeros encuentran aplicaciones como fibras, recubrimientos y espumas para muebles, colchones y aislamientos.

POLISTERES : Los polisteres forman cadenas de molculas de cido y alcohol mediante una reaccin de condensacin, dando como subproducto agua. Cuando estas cadenas contienen enlaces no saturados, una molcula de estireno puede proporcionar el enlace cruzado. Los polisteres se utilizan como material para moldes o para vaciado en una diversidad de aplicaciones elctricas, laminados decorativos lanchas y equipo marino, y como matriz de materiales compuestos como la fibra de vidrio.

EPXICOS: Los epxico son polmeros termoestables, formados por molculas que contienen un anillo cerrado C-O-C. Durante la polimerizacin, los anillos C-O-C se abren y los enlaces son reacomodan para unir las molculas. l ms comn de los epxico comerciales se basa en el bisfenol A, al cual se le han agregado do unidades epxico. Estas molculas se polimerizan para producir cadenas y a continuacin se les hace reaccionar con agentes que aceleran el curado que proporcionan los enlaces cruzados.

Los epxicos se utilizan como adhesivos; partes moldeadas rgidas para aplicaciones elctricas; Componentes automotores; tableros de circuito; artculos deportivos y como matriz para materiales compuestos para alto rendimiento, reforzados con fibra para uso aerospacial.

POLIMIDAS : Las poliamidas presentan una estructura en anillo que contiene un tomo de nitrgeno. Un grupo especial, las bismaleimidas (BMI) son importantes en las industrias de aeronaves y aerospacial. Pueden operar de manera continua a temperatura de 175 C y no se descomponen hasta llegar a los 460C.

ADHESIVOSLos adhesivos son polmeros que se utilizan para unir otros polmeros, metales, materiales cermicos, compuestos o combinaciones de todos los anteriores. Los adhesivos se utilizan para una diversidad de aplicaciones. Entre ellos; los mas crticos son los adhesivos estructurales utilizados en la industria automotriz,

ADITIVOS DE LOS POLIMEROS

La mayor parte de los polmeros contienen aditivos, que les proporcionan caractersticas especiales.

RELLENOS : Los rellenos se agregan para varios fines. Uno de los ejemplos mas conocidos es la adicin de negro de humo al caucho, para conseguir la resistencia y la resistencia al desgaste de las llantas. Algunos rellenos, como las fibras cortas o escamas de materiales inorgnicos mejoran las propiedades mecnicas del polmero. Otros que se llaman extensores permiten que se produzcan varios volmenes de material polimrico con muy poca resina, reduciendo as el costo. El carbonato de calcio, el slice, el talco y la arcilla son extensores de uso corriente.

PIGMENTOS : Utilizados para producir colores en polmeros y pinturas, los pigmentos son partculas finalmente molidas como el TiO2, que quedan uniformemente dispersas en el polmero.

ESTABILIZADORES : Los estabilizadores impiden el deterioro del polmero debido a efectos del entorno. Los estabilizadores trmicos se requieren para el proceso del cloruro del polivinilo; de lo contrario pudieran eliminarse tomos de hidrogeno y cloro en forma de cido hidroclordrico, haciendo frgil al polmero. Los estabilizadores tambin impiden el deterioro de polmeros debido a la radiacin ultra violeta.

AGENTES ANTIESTTICOS: La mayora de los polmeros, puesto que son malos conductores, acumulan carga por electricidad esttica. Los agentes antiestticos atraen la humedad del aire hacia la superficie del polmero, mejorando la conductividad superficial del mismo y reduciendo la probabilidad de chispas o descargas.

RETARDANTES DE LLAMA: Dado que se trata de materiales orgnicos, la mayora de los polmeros son inflamables. Aditivos conteniendo cloro, bromo, fsforo o sales metlicas reducen la probabilidad de que ocurra o se extienda la combustin.

PLASTIFICANTES: Molculas o cadenas de bajo peso molecular, conocidas como plastificantes, reducen la temperatura de transicin vtrea,

REFORSANTES : La resistencia y la rigidez de los polmeros se mejoran al introducir filamentos de vidrio, polmeros o grafito como reforzantes. Por ejemplo, la fibra de vidrio esta echa de filamento de vidrio, cortos en una matriz de polmero.

CONFORMADO DE POLIMEROSHay varios mtodos para producir formas con polmeros, incluyendo el modelo, la extruccin y la fabricacin de pelculas y fibras. Las tcnicas que se utilizan para conformar polmeros dependen en gran medida de la naturaleza del mismo, en particular si es termoplstico o termoestables. Los procesos tpicos se muestran en la figura.

La mayora de las tcnicas son utilizadas para conformar los polmeros termoplsticos. El polmero es calentado a una temperatura cercana a superior a la temperatura de fusin, de tal manera que se haga plstico, o liquido. Entonces, es vaciado o inyectado en un molde para producir la forma deseada. Los elastmeros termoplsticos se pueden conformar de la misma manera. En estos procesos, el material de desecho puede reciclarse fcilmente minimizando as el desperdicio.

Para los polmeros termoestables se utilizan pocas tcnicas de conformado, ya que una vez ocurrida la conformacin de enlaces cruzados, ya no se pueden conformar mas despus de la vulcanizacin, los elastmeros tampoco pueden ser conformado adicionalmente. En estos casos, el material de desecho no puede ser reciclado.

ESTRUCCION: Un mecanismo de tornillo empuja al termoplstico caliente a travs de un dado abierto, que produce formas slidas, pelculas, tubos e incluso bolsas de plsticos. En la figura aparece un proceso especial de extrusin para la produccin de pelculas. La extrusin puede utilizarse para recubrir conductores y cables, ya sea con termoplsticos o con elastmeros.

MOLDEO POR SOPLADO: Una forma hueca de termoplstico, conocida como preforma, es introducida en un molde y mediante la presin de un gas que se expande hacia las paredes del molde. Este proceso es utilizado para producir botellas de plsticos, recipientes, tanques para combustible automotriz y otras formas huecas.

Aqu va lo del catarraro que es la primera parte de ceramicos ,luego prosigue la segunda parte de cermicos y por ultimo lo de consta que ya esta integrado aqu mismo

Esta es la segunda parte de ceramicosOTROS MATERIALES CERMICOS Y SUS APLICACIONES

Adems de su uso en la produccin de materiales para la construccin, en aparatos domsticos, en materiales estructurales y refractarios, los materiales cermicos encuentran toda una infinidad de aplicaciones, como son:

FIBRAS.- A partir de materiales cermicos se producen fibras para diversos usos como refuerzo de materiales compuestos, para ser tejidas en telas o para uso en sistemas de fibras pticas. Las fibras de vidrio de borosilicato, las ms comunes, proporcionan resistencia y rigidez a la fibra de vidrio. Tambin se pueden producir fibras con una diversidad de materiales cermicos, incluyendo almina, carburo de silicio y carburo de boro.

Un tipo de material fibroso es la loseta de slice utilizada en el sistema de proteccin trmica del trasbordador espacial. Las fibras de slice estn unidas por polvos de slice para producir una loseta excepcionalmente ligera, con densidades tan bajas como 0.144g/cm3; esta loseta esta cubierta con vidriados especiales de alta emisividad para conseguir proteccin hasta los 1300 0C.

RECUBRIMIENTOS.- Con frecuencia los productos cermicos se utilizan como recubrimientos protectores de otros materiales. Los recubrimientos comerciales comunes incluyen los vidriados y los esmaltados. Los vidriados se aplican sobre la superficie de un material cermico para sellar un cuerpo de arcilla permeable, para dar proteccin y decorar, o para fines especiales. Los esmaltados se aplican sobre superficies metlicas. Los esmaltados y vidriados son productos de arcilla que se vitrifican fcilmente durante el horneado. Una composicin comn es el CaO , Al2O3 , 2SiO2.

Mediante la adicin de otros minerales se pueden producir en los vidriados y esmaltados colores especiales. El silicato de zirconio da un vidriado blanco, el oxido de cobalto un vidriado azul, el oxido de cromo produce verde, el xido de plomo da un color amarillo y se puede producir un vidriado rojo agregando una mezcla de sulfuros de selenio y cadmio.PRODUCTOS CERMICOS RICOS EN ALMINA.

Estos son materiales mecnicamente resistentes, densos, a diferencia de los refractarios, que usualmente son porosos. La mayor parte de los productos cermicos ricos en almina se usan para aprovechar su resistencia al desgaste y a la corrosin, y su estabilidad dimensional, ms que por su capacidad para resistir altas temperaturas.

La riqueza en almina denota 85% o ms, en peso, de Al2O3. Entre sus usos estn los recubrimientos de conductos y toboganes de minas, aisladores para precipitadores electroestticos, vlvulas de respiradores y componentes de maquinas de presin.

PRODUCTOS CERMICOS FERROELCTRICOS Y FERROMAGNTICOS

El tipo ms comn de productos cermicos dentro de esta clase es el de titanato de bario(BaTiO3). La titania y sus compuestos muestran propiedades poco usuales de utilidad en aplicaciones elctricas, entre las cuales la ms importante se relaciona con la alta capacidad a varias frecuencias. El racionamiento de mica durante la Segunda Guerra Mundial dio mpetu al desarrollo de los condensadores sintticos. Los procedimientos usados en la fabricacin de la titania y de los cuerpos de titanato son de carcter cermico.

TIPOS DE HORNOS PARA CERMICOS

La vitrificacin de los productos cermicos y su deshidratacin previa por conversiones qumicas, su oxidacin y calcinacin, se llevan a cabo en hornos que pueden ser operados en forma peridica o continua. Todas las instalaciones mas nuevas tienen hornos continuos de tnel, que presentan muchas ventajas sobre los hornos intermitentes, como menores costos laborales, mayor eficiencia de combustible, ciclo de tiempo de procesamiento ms cortos y mejor control de operacin. Los combustibles ms econmicos son el gas, el carbn y el petrleo, por lo que son los mas usados para la coccin; en algunos casos se usa la electricidad.

HORNOS CONTINUOS.- Los hornos ms importantes son los hornos de tnel de carro continuo, usados para la coccin de ladrillos, tejas, porcelana, vajillas de mesa y artculos refractarios. Existen dos tipos generales de hornos: los de fuego directo, en los que los gases de combustin pasan directamente entre los artculos, y los de tipo indirecto (mufla), en los que no se permite que los productos de combustin entren en contacto con los artculos. Estos se cargan directamente sobre unos carros abiertos o se encierran en gacetas para mantenerlos limpios. Los carros pasan a travs del tnel a contracorriente con los gases de combustin provenientes de la zona de fuego alto. Los artculos pueden cargarse sobre los rodillos en un horno de hogar con rodillos, en vez de ponerlos en carros que se desplazan a travs del horno. El sistema transportador consiste en una banda continua de rodillos de carburo de silicio. Este tipo de horno es particularmente adecuado para la produccin de partes electrnicas que deben cumplir con especificaciones exactas. Los hornos continuos de cmara consisten en una serie de cmaras conectadas. El calor de una cmara pasa a la otra, a contracorriente de los artculos. Debido a que las cmaras son encendidas en sucesin, la operacin es continua. Siempre hay una cmara enfrindose, otra cociendo y otra calentndose por el calor de desecho de las otras dos cmaras. Este tipo de horno se usa para cocer ladrillos y tejas.

HORNOS PERIDICOS.- Estos son tan eficientes, en cuanto a combustibles, como los hornos continuos, pero son ms flexibles. Los hornos de tiro descendente, que son de forma redonda o de forma rectangular, se usan para cocer ladrillos de fachada, tubos de albaal, loza de gres, tejas y ladrillos comunes. En stos, el calor se eleva desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de acabado para cada operacin de coccin. El horno es preparado (llenada con los artculos que se van a cocer), se comienza el calentamiento y la temperatura se eleva a una velocidad definida hasta alcanzar la temperatura de coccin. El horno de tipo descendente se llama as porque los productos de combustin van bajando al pasar sobre los artculos colocados en el horno. El horno de tiro ascendente se ha usado ms para cocer productos de alfarera, pero esta siendo reemplazado rpidamente por los hornos de tnel. Los ladrillos comunes se cuecen en hornos de retencin de calor por enlucido de barro, que en realidad son variaciones del horno de tiro ascendente. El horno mismo se construye con ladrillos sin secar, y las paredes exteriores son embadurnadas o embarradas, con arcilla.

DESARROLLO DE LA TECNOLOGIA DE BATERIAS EN ESTADO SLIDO.

Sntesis de nuevas fases y optimizacin de mtodos de sntesis y tratamientos de xidos electroactivos (para electrodos, V2O5, MnO2, LiMn2O4) y conductores inicos (electrolitos slidos como Li0.3La0.57TiO3). Aplicacin de mtodos electroqumicos para la obtencin de multicapas electrodo / electrolito slido. Obtencin de depsitos mltiples por electroforesis.

Cermicos para instalaciones destinadas a procesos electrolticos

En la actualidad se emplea el grafito como nodo en las pilas de cloro, bromato y clorato, y para la obtencin del sodio, litio y magnesio metlicos. El grafito no es si no muy ligeramente atacado por el cloro

SUPERCONDUCTORES

La resistividad elctrica de un metal normal como puede ser de cobre decrece uniformemente mientras disminuye la temperatura y alcanza un valor mnimo de 0K por otro lado la resistividad elctrica del mercurio puro, cuando en su programa de enfriamiento alcanza los2.4 K desciende bruscamente hasta un valor muy pequeo, casi inapreciable.

Este fenmeno se le conoce con el nombre de superconductividad, Unos 26 materiales son superconductores, as como cientos de aleaciones y otros compuestos.

La temperatura por debajo de la cual la resistividad elctrica de un material se aproxima a la del cero absoluto ese llama temperatura critica (Tc), Por encima de esta temperatura, al material se le conoce como normal, y por debajo de la temperatura critica se dice que es un superconductor. Adems de la temperatura el estado de superconductividad tambin dependen de muchas otras variables, de las cuales las ms importantes son el campo magntico (B) y la densidad de corriente (J), De este modo, para que un material sea superconductor, la temperatura crtica del material, su campo magntico y su densidad de corriente del material no deben ser superadas, y en cada material superconductor existe una superficie de T, B y J.

PROPEIEDADES MAGNTICAS DE LOS SUPERCONDUCTORES.

Si un campo magntico suficientemente fuerte se aplica a un superconductor a cualquier temperatura que este por debajo de la temperatura critica el superconductor retornar a su estado normal.

El campo magntico aplicado al necesario para reestablecer la conductividad elctrica normal en el superconductor se llama campo crtico.

Segn su comportamiento frente al campo magntico aplicado, los superconductores metlicos e intermetlicos se clasifican en superconductores de tipo 1 y de tipo 2. si un cilindro largo de un superconductor de tipo 1 como el pb Sn y se coloca un campo magntico (Hc) a temperatura ambiente, el campo magntico penetrar normalmente a travs del metal, sin embargo la temperatura la temperatura del superconductor del tipo 1 se reduce por debajo del campo magntico

Los superconductores de tipo 2 se comportan de forma diferente de un campo magntico a temperaturas por debajo de la temperatura crtica ellos son muy diamagnticos, como los superconductores de tipo 1, por encima de un campo magntico aplicado llamado campo crtico inferior (Hc1), de ese modo el flujo magntico es rechazado del material. Por encima del campo crtico inferior el campo empieza a penetrar en el superconductor tipo 2 y contina as hasta que alcanza el campo crtico superior (Hc2).

El intervalo entre (Hc1) y (Hc2) el superconductor est en estado mixto y por encima de (Hc2).

En la regin (Hc1) y (Hc2) el superconductor puede conducir corriente elctrica por dentro del grueso del material y de esta forma esta regin del campo magntico puede ser usada para

FLUJO DE CORRIENTE Y DE CAMPOS MAGNTICOS EN SUPERCONDUCTORES

Los superconductores de tipo1 son poco transportadores de corriente elctrica ya que la corriente slo puede fluir por la capa superficial externa de una muestra conductora. La razn por la que sucede as es que el campo magntico slo puede penetrar a la capa superficial y la corriente puede fluir slo en esta capa.

En los superconductores de tipo 2, por debajo del campo crtico inferior los campos magnticos se comportan de igual manera,

Sin embargo, si el campo se encuentra entre (Hc1) y (Hc2) (estado mixto), la corriente puede ser transportada dentro de conductor por filamentos.

En superconductores de tipo 2, cuando se aplica un campo magntico entre (Hc1) y (Hc2) el campo atraviesa el volumen del superconductor en forma de haces de flujos cuantizados individuales llamados fluxoides

Una superficie cilndrica en un torbellino rodea cada fluxoide. Con el aumento de la fuerza del campo magntico, ms y ms fluxoides entran en un superconductor y constituyen una formacin peridica. Para (Hc2), la estructura a base de vrtices de supercorriente colapsa y el material vuelve a su estado de conduccin normal.

SUPRCONDUCTORES DE ALTO CAMPO Y CORRIENTE ALTA.

Los superconductores ideales del tipo 2 pueden ser traspasados por un campo magntico aplicado en el rango de (Hc1) y (Hc2), tienen una pequea capacidad de transporte de corriente por debajo de la temperatura crtica puesto que los fluxoides se encuentran dbilmente unidos en la red cristalina y son relativamente mviles.

La movilidad de los fluxoides puede ser en gran parte impedida por dislocaciones, lmites de grano y precipitados finos, siendo preciso que Jc se alcance por trabajo en fro y tratamientos trmicos.

La aleacin de Nb-45 por 100 en pese de Ti y el compuesto de Nb3Sn han llegado a ser los materiales bsicos en la moderna tecnologa se superconductores de alto campo y de corriente alta. En la tecnologa de los superconductores actuales, stos son usados a temperaturas de helio lquido. Los cables comerciales estn hechos de varios filamentos de NbTi y entra las aplicaciones de los superconductores de NbTi y Nb3 se incluyen sistemas de imgenes magntico nucleares para el diagnostico medico y la levitacin magntica de vehculos como trenes de alta velocidad. Los imanes superconductores de campo alto se usan en acelerados de partculas en los campos de fsica de altas energas.

Desde el punto de vista ingenieril los superconductores de alta temperatura crtica se muestran muy prometedores en la consecucin de avances tcnicos. Con una temperatura de 90 K. El nitrgeno lquido puede ser usado como refrigerante para remplazar el helio lquido, que es ms costoso.

FERRITAS.

Este es un hierro comercialmente puro, y en la practica constituye una solucin slida muy dbil de carbono aproximadamente 0.006% a temperatura ambiente en hierro alfa. El hierro alfa es un alotropo del hierro que es cuando tiene un sistema reticular cbico centrado en un cuerpo.

La ferrita alfa : Esta fase es una solucin slida de carbono en la red cristalina de hierro, el carbono es muy poco soluble en la ferrita alfa, alcanzando la mxima solubilidad slida, de un 0.02% a 273C. La solubilidad del carbono en la ferrita disminuye a un 0.005% a 0C.

La ferrita delta: Es la solucin slida intersticial de carbono tiene una estructura cristalina como la de la ferrita alfa pero con una constante de red mayor. La mxima solubilidad del carbono en ferrita delta es de 0.09% a 1465 C.LAS FERRITAS EN MATERIALES CERAMICOS.

Las ferritas son materiales cermicos magnticos que se preparan mezclando xidos de hierro con otros xidos y carbonatos en forma de polvo. Los polvos son posteriormente pr4ensados juntos y sinterizados a elevadas temperaturas.

Las magnetizaciones producidas en las ferritas son bastante grandes para tener un valor comercia, pero sus saturaciones magnticas no son tan elevadas como las producidas por materiales ferromagnticos.

Ferritas blandas, como materiales presentan un comportamiento ferromagntico. En ellas hay un momento total debido a dos conjuntos de electrones desapareados en la capa interna con momentos espn en direcciones opuestas los cuales no se anulan uno a otro. La mayora de las ferritas blandas tiene una composicin MO-Fe2+ dondePROPIEDADES Y APLICACIONES DE LAS FERRITAS BLANDAS.

Las ferritas blandas son importantes materiales magnticos por que sumado a sus tiles propiedades magnticas, son aislantes y tienen grandes resistividades elctricas. Es importante una gran resistividad elctrica en aplicaciones magnticas que requieren altas frecuencias, ya que si el material magntico fuera conductor, las perdidas de energa por corrientes parsitas pueden ser grandes trabajando a latas frecuencias Las corrientes parsitas son producidas por el gradiente de voltaje inducido, y as, cuanto ms alta es la frecuencia, es mayor el incremento de las corrientes parsitas gracias a que son aislantes.

Las ferritas magnticas pueden ser usadas en aplicaciones magnticas como ncleos de transformadores operando a altas frecuencias, aplicaciones de baja seal, ncleos de memoria, aparatos audiovisuales, cabezas de grabacin.

El uso frecuente de las ferritas blandas es como ncleo de unin de desvo, transformadores de lneas bobinas de convergencia para receptores de televisin. FERRITAS MAGNTICAMENTE DURAS.

Un grupo de ferritas duras son usadas como imanes permanentes, tienen la formula general MO-6Fe2o3, y tienen estructura cristalina hexagonal.

Las ferritas ms importante de este grupo es la ferrita de bario que fue introducida en holanda por la compaa philips en 1952, bajo el nombre comercial de Ferroxdure.

En aos recientes las ferritas de bario han sido remplazadas en su mayora por las ferritas de estroncio, que tiene la formula general (Sr-6 Fe2O3 ) y que tienen propiedades magnticas superiores a las de bario. Estas ferritas son producidas por el mismo mtodo usado en las ferritas blandas, siendo prensada en hmedo en un campo magntico para alinear los ejes fcilmente magnetizables de las partculas con el campo aplicado.

Estos imanes permanentes de cermicas de ferritas dura tienen un uso difundido en generadores, servomotores y motores. Las aplicaciones electrnicas incluyen imanes para auriculares, timbres de telfonos y receptores. Son tambin usados para dispositivos de

Esto es la parte de consta

COMPUESTOS LAMINARES.

Los compuestos laminares incluyen recubrimientos muy delgados, superficies protectoras ms gruesas, revestimientos metlicos, bimetlicos , laminados y todo un conjunto de aplicaciones.

Muchos compuestos laminares estn diseados para mejorar la resistencia a la corrosin conservando al mismo tiempo un bajo costo, alta resistencia o bajo peso. Otras caractersticas de importancia incluyen una resistencia superior al desgaste o ala abrasin, una mejor apariencia, as como caractersticas de expansin trmica poco usuales.REGLA DE LAS MEZCLAS.

Con la regla de las mezclas se pueden estimar algunas de las propiedades, paralelas a las laminillas de los materiales compuestos laminares.

Tambin se pueden calcular con poco margen de error, la densidad, conductividad trmica y elctrica y el modulo de elasticidad.

Denasidad=Pc=(FiPi

Conductividad elctrica=(=(Fi(i

Conductividad Trmica=Kc=(FiKi

Modulo de elasticiad=Ec=(FiEi

EJEMPLOS Y APLICACIONES DE COMPUESTOS LAMINARES.

El nmero de compuestos laminares es tan variado y tan numerosas sus aplicaciones e intenciones que no es posible efectuar generalizaciones en relacin con su comportamiento. En lugar de eso examinaremos los de mas uso comn

LAMINADOS: son capas de materiales unidos por un adhesivo orgnico. En el vidrio de seguridad , un adhesivo plstico, como el polivinil butiral une dos piezas de vidrio; el adhesivo impedir que al romperse la pieza vuelen los fragmentos de vidrio.

Los laminados se utilizan como aislamiento en motores, para tarjetas, para tableros de circuitos impresos y para elementos decorativos como muebles y cubiertas de formica.

Metales revestidos: son compuestos metal-metal.

Los materiales revestidos dan buena resistencia a la corrosin y tienen alta resistencia.

El alclad es un compuesto revestido en el cualse une el aluminio comercial puro con aleaciones de aluminio de resistencias ms elevadas.

El aluminio puro protege la aleacin de alta resistencia contra la corrosin. El espesor de la capa de aluminio puro es de 1 al 15% del espesor total.

El alclad se utiliza en la construccin de aeronaves, de intercambiadores de calor, de edificios y de depositos de almacenamiento.

ESTRUCTURAS TIPO EMPAREDADO.

Los materiales en emparedado tienen capas delgadas de material de recubrimiento unidas a algn material ligero de relleno, como una espuma de polmero

Ni el relleno ni el material de recubrimiento unidas a algn material de recubrimiento son resistentes o rgidos, pero el compuesto tiene ambas propiedades. Un ejemplo familiar es el cartn corrugado. Un ncleo corrugado de papel se une por ambos lados a papel plano y grueso. Ni el ncleo corrugado ni el papel de recubrimiento es rgido, pero su combinacin lo es.

MADERA.La madera es uno de los materiales que resulta ms familiar. Aunque no se trata de un material de alta tecnologa, la mayora de los hogares tiene mltiples objetos de madera, material que es altamente valuado por su belleza. Adems de eso, es tan resistente y ligera, que todava en muchos pases predomina su uso en la industria de la construccin.

La madera se puede considerar como un complejo material compuesto reforzado con fibras, formado de largas celdas polimricas tubulares, alineadas unidireccionalmente en una matriz polimrica. Adems los tubos polimricos estn compuestos de haces de fibras de celulosa parcialmente cristalinas, alineadas en diversos ngulos respecto a los ejes de los tubos.

Esta configuracin proporciona excelentes propiedades a tensin en direccin longitudinal.

La madera esta formada por cuatro constituyentes principales. Las fibras de celulosa representan aproximadamente del 40 al 50 % de la madera. La celulosa es un polmero termoplstico natural con un grado de polimerizacin de aproximadamente 10,000.

Finalmente los extractivos son impurezas orgnicas como aceites, que proporcionan color a la madera o que actan como preservativos contra el entorno y los insectos, y minerales inorgnicos, como el slice, los cuales provocan el deterioro de las hojas de sierras o hachas al aserrar la madera.

ESTRUCTURA FIBROSA: el componente bsicos de la madera es la celulosa (C;H;O) configurada en cadenas polimricas que forman fibras largas.

Gran parte de cada fibra est en estado cristalino, las regiones cristalinas estn separadas por pequeos tramos de celulosa amorfa.

iamente.

ESTRUCTURA DE LA CELDA: el rbol esta compuesto de celdas alargadas, que a menudo tienen una relacin de forma de 100 o ms, y que constituye aproximadamente el 95 % del material slido en la madera.

Las celdas huecas estn formadas por varias capas construidas a partir de micro fibrillas. La primera pared de la celda contiene micro fibrillas orientadas aleatoriamente.

Conforme se engrosa la pared de la celda, se forman otras tres capas distintas. Las dos paredes externas e internas contienen micro fibrillas orientadas en dos direcciones que no son paralelas a la celda.

MACROESTRUCTURA: un rbol est formado por varias capas. La capa externa es decir, la corteza, protege al rbol. El cmbiun, justo por debajo de la corteza, contiene celdas para el nuevo crecimiento.

La albura contiene unas cuantas celdas vivas huecas, que almacenan nutrientes y sirven como conducto para el agua.

Y finalmente, el duramen, que solo contiene celdas muertas, aporta la mayor parte del soporte mecnico del rbol.

MADERAS DURAS VS MADERAS BLANDAS.

Las maderas duras son rboles de hoja caduca como el roble, el olmo, la haya, el abedul, el nogal y el maple. En estos rboles , las celdas alargadas son relativamente cortas, con un dimetro de menos de 0.1mm y una longitud de menos de 1mm.

Las maderas blandas y las perennes como el pino , el abeto, la picea y el cedro tienen estructuras similares. En las maderas blandas, las celdas tienden a ser algo ms largas que en las maderas duras. El centro hueco de las celdas es responsable de transportar el agua.

CONCRETO

El concreto es un compuesto particulado en el cual sus partculas son materiales cermicos. Una de cementacin entre el agua y los minerales del cemento generan una matriz resistente proporcionando al concreto una buena resistencia a la compresin.

CEMENTOS

El cemento es un aglutinante que est formado por diferentes porciones de minerales como el 3CaO, Al2O3, 2CaO, SiO2, 3CaO, SiO2 entre otros. Al agregar agua al cemento ocurre una reaccin de hidratacin produciendo un gl slido que une a las partculas de agregados. El cemento abarca entre un 15% del volumen del concreto.

En la composicin del cemento influye un proceso de curado, donde normalmente se espera que el concreto se cure casi totalmente en 28 das aunque algo de curado puede seguir ocurriendo durante aos.

Actualmente se utilizan varios tipos de cementos, en estructuras grandes como cortinas de presas donde aqu el curado debe ser lento a fin de evitar un excesivo calentamiento causado por la hidratacin.

La composicin del cemento tambin afecta la resistencia de concreto al medio ambiente.

ARENA

Son minerales finos, tpicamente del orden de 0.001 cm de dimetro, generalmente contienen algo de agua absorbida. La arena ayuda a llenar los huecos entre los agregados que son ms gruesos consiguiendo un alto grado de compactacin reduciendo la porosidad del concreto y as se reducen los problemas relacionados con la desintegracin del concreto causada por la repetida congelacin y descongelacin durante el tiempo.

AGREGADOS

Estn compuestos de grava o roca los que deben ser resistentes y durables y tienen una forma angular dando resistencia debido al entrelazamiento mecnico entre ellas, sin embargo en la superficie se forma huecos o grietas. Normalmente es preferible un agregado de tamao grande minimizando el rea superficial en la cual se puedan formar grietas o huecos.

El tamao del agregado debe corresponder al tamao de la estructura que se piensa producir y las partculas de agregados no pueden ser mayores al 20% del espesor de la estructura..

Se pueden preparar concretos ligeros que son mejores aislantes trmicos utilizando escorias minerales o tambin producir concretos pesados utilizando minerales densos o incluso granalla de metal, donde estos compuestos pesados se pueden utilizar para construccin de reactores nucleares a fin de que absorban mejor la radiacin.

PROPIEDADES DEL CONCRETO

Muchos factores tienen influencia sobre las propiedades del concreto, algunos de los de mayor importancia son la proporcin de agua a cemento, la cantidad de aire que contenga y el tipo de agregado.

a) Proporcin agua-cemento: afecta varias formas:

1.- Se debe agregar al cemento un mnimo de agua para asegurarse de que sufra completamente la reaccin de hidratacin.

2.- Una mayor proporcin de agua-cemento mejora la trabajabilidad del concreto llenando los espacios dentro de una forma. Las bolsas de aire o la porosidad interconectada causadas por una trabajabilidad pobre reduce la resistencia y la durabilidad de la estructura de concreto. La trabajabilidad se puede medir con la prueba de asentamiento en la cual se mide la deformacin de una pieza de concreto bajo su propio peso.

3.- Si se incrementa la proporcin de agua ms all del mnimo requerido para la trabajabilidad, se reduce la resistencia ala compresin del concreto. Esta resistencia por lo general se mide determinando el esfuerzo requerido para romper un cilindro de concreto se 6 pulgadas de dimetro y 12 de altura.

4.- Altas proporciones de agua a cemento incrementan la contraccin del concreto durante su curado, creando riesgo de agrietamiento.

b) Concreto con aire arrastrado. Casi siempre en el concreto se arrastra una pequea cantidad de aire durante el vaciado. En el caso de agregados gruesos el 1% del volumen del concreto puede ser aire, con agregados ms finos como grava de 0.5 pulgadas puede quedar en la estructura un 2.5% de aire.

El aire arrastrado mejora la trabajabilidad y ayuda a minimizar los problemas de contraccin y agrietamiento en situaciones de congelacin y descongelacin, sin embargo el concreto con aire atrapado tiene menor resistencia.

c) Tipo y cantidad de agregados. El tamao del agregado afecta la mezcla de concreto. La figura 17-10 muestra la cantidad de agua por yarda cbica de concreto requerida para producir el asentamiento deseado o trabajabilidad, para agregados ms pequeos se requiere ms agua. La figura 17-11 muestra la cantidad de agregados que deben estar presentes en la mezcla de concreto. La relacin volumtrica del agregado en el concreto se basa en la densidad volumtrica del agregado que es aproximadamente del 60% de la densidad real.

CONCRETO REFORZADO.

Generalmente se introducen varillas de acero, alambres o mallas para mejorar la resistencia alas fuerzas de tensin y de flexin. Los esfuerzos de tensin son transferidos por el concreto al acero, el cual tiene buenas propiedades para estas condiciones. Las fibras polimtricas, con menos probabilidades de corroerse, en comparacin con el acero tambin puede ser utilizadas como refuerzo.

CONCRETO PREESFORZADO

Aqu en vez de colocar el acero en forma de varillas, este metal puede ser inicialm