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trabajo
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TRABAJO COLABORATIVO 3 (GRUPAL)
Presentado porJUAN DAVID FLOREZ ROS
KEILA ANTELIZDIANA LUCIA CASTAO REYES
JOVAN JAVIER REALPEKETHERINE TORRADO
Presentado aHERNAN RAUL CASTROIngeniero Metalrgico
Tutor
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNADESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA
PROGRAMA DE INGENIERA INDUSTRIALREA DE MATERIALES INDUSTRIALES
256599_78NOVIEMBRE DE 2012
INTRODUCCIN
Con la realizacin de este trabajo, conoceremos la importancia que tienen losmateriales industriales dentro de los procesos industriales. Los materialesindustriales se caracterizan porque los encontramos en abundancia en lanaturaleza, por sus propiedades fsicas y mecnica, producto de lasposibilidades variadas de combinarlos con diferentes metales y no metales.La ciencia de materiales implica investigar la relacin entre la estructura y laspropiedades de los materiales. Por el contrario, la ingeniera de materiales sefundamenta en las relaciones propiedades-estructura y disea o proyecta laestructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado depropiedades.Conviene matizar esta diferencia, puesto que a menudo se presta a confusin.En la actualidad da a da utilizamos distintos objetos y herramientas, estos deaqu se encuentran hechos de distintos materiales. Los materiales se puedenclasificar en: * Materiales metlicos * Materiales polmeros * Materiales cermicosCada uno de los cuales tienen distintas propiedades debido a su estructura ysu composicin. Las propiedades de cada uno de los materiales varan deacuerdo a su fuerza de enlace (energa de enlace), disposicin atmica yempaquetamiento de tomos en cada slido. Estas propiedades sirven para eldiseo de estructuras y maquinarias en la ingeniera y en el da a da.Es importante establecer que al mismo tiempo que existen distintos tipos demateriales, existen tambin para cada uno de ellos, diferentes tipos depropiedades. Las propiedades principalmente frecuentadas en la ingeniera delos materiales son:* Propiedades elctricas: basadas en cmo reacciona un material ante uncampo elctrico.* Propiedades mecnicas: basadas en el comportamiento ante un fenmenoexterno.* Propiedades magnticas:...Aunque el objetivo del curso es amplio, con el presente estudio se buscaaprender y comprender los principios generales de esta, as como todos losfactores que se vinculan a ella por medio del trabajo en equipo realizado por losintegrantes del grupo colaborativo. Este trabajo se divide en dos partes, unarealizada de forma individual por cada uno de los integrantes del grupo
colaborativo la cual se presentara en el foro y la segunda parte se realizara conla colaboracin de todo el grupo y dar como resultado, las actividadespresentadas a continuacin.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALAportar un conjunto de ideas, la evaluacin conjunta de estas y aplicar losconocimientos adquiridos por cada integrante del grupo respecto a suprofundizacin de la tercera unidad.
OBJETIVOS ESPECFICOS Identificar la estructura de la unidad uno y su respectivo contenido Manejar e identificar las temticas tratadas en los diferentes temas
planteados, sus aplicaciones, historia, definiciones, normas, planeacin,principios, etc. por medio de un entorno industrial
Poder interactuar, participar en el foro colaborativo en el desarrollo delas diferentes actividades
Conocer la historia y el origen de los materiales Conocer e identificar los diferentes tipos de materiales Clasificar los materiales de acuerdo al uso Conocer la estructura atmica y electrnica de los materiales Estudiar las propiedades mecnicas
ACTIVIDAD A DESARROLLAR
Actividad 1 (individual): Elaboracin de un Mapa conceptual que muestre lainfluencia de la estructura de los grupos (clases de materiales) en laspropiedades de los mismos (son tres grupos). El mapa conceptual elaboradocon Cmap Tool y debe tener el nombre del estudiante y nmero del grupo detrabajo colaborativo en PDF. Previamente al mapa conceptual se debe elaborarun cuadro sinptico donde sintetice cada captulo para clasificar las loscorrespondientes materiales e identificar su propiedades y aplicaciones y debetener el nombre del estudiante y nmero del grupo de trabajo colaborativo enPDF.Producto 1 (trabajo Individual): Mapa conceptual y cuadro sinptico
RellenadoresPlastificantesColorantesLubricantes: internos y externos
MATERIALESPOLIMERICOS
Fundamentos yestructura
Lospolmerospuedenpresentardentro de suestructuramoleculartrescaractersticas:
Estreisomeracadenas lineales,ramificaciones yencadenamientotransversal,homopolimeros yCopolmeros
Polmeroscristalinos yamorfos
Cuando un polmero posee en suestructura cadenas ordenadas, decimosque el polmero es semi-cristalino.
En otros casos en las cadenas depolmeros enredados; en este caso sedenomina que el polmero es amorfo.
Aditivos Sustancias usadas paramejorar las propiedadesde los polmeros.
Polmerostermoplsticos
la caracterstica principal es la depoderse calentar hasta el estadoliquido-viscoso y enfriarse cuantasveces se desee, esto se debe al tipo decadena lineales y ramificadas que nose encadenan transversalmentecuando se les calienta.
Polmerostermoestables
Son aquellos que solamente sonblandos o "plsticos" al calentarlospor primera vez. Despus deenfriados no pueden recuperarsepara transformaciones posteriores
Poseen una estructuratridimensional de altoencadenamiento transversal, sonsiempre amorfos y no experimentantemperatura de transicin vtrea.
ElastmerosLa caracterstica principal, es eldejarse estirar y luego cuando sedejan de someter a esfuerzosrecobran nuevamente sudimensin original.
Sus propiedades elsticas se deben a lacombinacin de dos caractersticas:
Cuando las molculas largas no estnestiradas, se encuentran estrechamenteretorcidasY el grado de encadenamientotransversal es sustancialmente ms bajoque el de los termoestables
Comparacin depropiedades mecnicas
Curvas deesfuerzo
Plsticos rgidosPlsticos flexibles
Deformacin y endurecimientoMecanismos de Deformacin para TermoplsticosEndurecimiento de termoplsticos.Endurecimiento de Termoestables
Efecto de la temperatura en laresistencia de materialesplsticos
a medida que aumenta la temperatura las fuerzas deenlace secundarias entre las cadenas moleculares sevuelven ms dbiles y la resistencia de lostermoplsticos decrece.
MATERIALESCERAMICOS
Enlaces yestructuras
Enlace inico y covalenteEstructura cristalina
Clasificacin delos materialescermicos
TradicionalesDe ingenieraVidrios
Arcillas, slice, feldespatoxidos metlicos, carburos, nitruros, psz
Propiedades mecnicasde los materialescermicos
En general se pueden mencionarciertas caractersticas de losmateriales cermicos en cuanto apropiedades mecnicas se refiere
Las grietasPoseen baja o nulaductilidadMayor resistencia a lacomprensinPoseen defectosestructurales
Propiedades elctricasde los cermicos
Son usualmente usados como aislanteselctricos, porque los electrones asociadoscon los tomos que componen el cermicoson compartidos en fuertes enlacescovalentes o inicos.
Propiedades trmicasde los cermicos
La conductividad trmica de la mayora de los cermicosdisminuye cuando aumenta la Temperatura.Cuando se incrementa el volumen de poros resultar enuna reduccin de la conductividad trmica.
Cermicos paraaplicaciones dedesgaste (abrasivos)
En aplicaciones industriales los cermicos han sido usados comoabrasivos para acabado de metales y otros materiales, formas decomponentes cermicos sujetos a desgaste.
Cermicos pararesistencia alambiente
El vidrio y recubrimientos vtreos son comnmente usados para laresistencia ambiental a temperaturas de 500F (260C) y pordebajo de esta.
MATERIALESCOMPUESTOS
Definicin Es aquel en el que se unen ntimamente dos o msmateriales distintos. Es decir es un material multifase
Clasificacin delos materialescompuestos
Compuestos tradicionalesCompuestos sintticos
Componentesde un materialcompuestos
Compuestos de matriz metlica (CMM)Compuestos de matriz cermica (CMC)Compuestos de matriz polimrica (CMP)
Clasificacin dematerialescompuestos deacuerdo a la fasedispersa
Reforzado con partculasReforzado con fibrasEstructural
Partculas grandesConsolidado por dispersin
Continuasdiscontinuas
LaminaresPaneles sndwich
Materialescompuestos matrizcermicas
Fibras continuasRefuerzos discontinuosResistencia de compuestos cermicos reforzados confibrasPropiedades de compuestos de matriz de vidrio
Materialescompuestos matriz metal
Compuesto matriz de aluminioCompuesto matriz de titanioCompuesto matriz superaleaciones
Materialescompuestos matrizpolimrica
Refuerzos para los compuestosMatrices termoestablesMatrices termoplsticasPropiedades generales de sistemas compuestosavanzados
GRUPO (DEMATERIALES)
CLASIFICACINPROPIEDADES
(CANTIDADES 10)APLICACIONES DELA PROPIEDADESMENCIONADAS
Son materiales fciles de deformar y dctiles.
Recubrimiento deinteriores de frigorficos,cortacspedes yequipos de jardineras.Elaboracin de juguetesy dispositivos deseguridad decarreteras.Elaboracin de tejadospara casas.
Se pueden fluir al ser calentados.
Termoplsticos
Se pueden reciclar.Son ms resistentes y ms frgiles que los termoplsticos.
Tienen una temperatura de fusin fija.Termoestables
Son difciles de procesar una vez se hayan formado losenlaces.Tienen capacidad de sufrir grandes cantidades dedeformacin elstica sin cambiar su forma permanente.
POLIMEROS
Elastmeros
Son amorfos o semicristalinos.
Poseen mayor densidad que un material semicristalino.
Es un buen material aislante elctrico.Las dislocaciones no se mueven a bajas temperaturas y nose observa deformacin plstica significativaDeformacin a
altastemperaturas Temperaturas ms altas, el flujo viscoso y el deslizamientode bordes de grano se convierten en mecanismos
importantes de deformacinLos cermicos cristalinos tienen buena resistencia a latermo fluencia, por sus altos puntos de fusin y su elevadaenerga de activacin para la difusin.
Termo fluencia
Los tamaos del grano ms pequeos incrementan la tasade termo fluenciaCualquier grieta o imperfeccin limita la capacidad de unproducto cermico para resistir un esfuerzo a tensinPara grieta muy delgadas (r pequea) o para grietas largas(a grande) la relacin
REAL/se hace grande y el esfuerzo se amplifica. Si el esfuerzoamplificado excede el lmite elstico, la grieta crece yfinalmente causa la fractura, aun cuando el esfuerzo realaplicado sea pequeo
CERAMICOS
Fractura frgil.
Los esfuerzos a la compresin tienden a cerrar las grietasen vez de abrirlas: en consecuencia, a menudo loscermicos tienen excelente resistencia a la compresin
Su elevado punto de fusin supera el de todos los metales,si exceptuamos el volframio.Su bajo coeficiente de dilatacin los hace particularmenteresistentes a los choques trmicos. Otros materiales, enesta circunstancia, experimentan cambios de volumen quedeterminan la aparicin de gritas y su posterior rotura
Resistencia a latemperatura
Su baja conductividad trmica permite su empleo comoaislantes.
Resistencia a losagentes qumicos
La estructura atmica de los materiales cermicos es laresponsable de su gran estabilidad qumica, que semanifiesta en su resistencia a la degradacin ambiental y alos agentes qumicos.
Las aplicaciones de los diferentes tipos de materialesdependen de su estructura y de los agentes qumicos a quevayan ser sometidos.La almina de elevada pureza se emplea en prtesis oimplantes seos o dentales por su resistencia al desgaste ya la corrosin, y su gran estabilidad a lo largo del tiempo
COMPUESTOS
Semiconductor
Un semiconductor es unmaterial cuyocomportamiento no esde aislante ni deconductor. A bajastemperaturas, estosmateriales no permitenel paso de la corriente.Sin embargo, alincrementar latemperatura suconductividad seincrementa tambin,aunque sin llegar nuncaa los altos valores que
tiene un materialconductor.
Resistencia a lafatiga
Los compuestos reforzados con fibras. Por lo general, estetipo de compuestos consiguen mayor resistencia a la fatiga,mejor rigidez y una mejor relacin resistencia-peso, alincorporar fibras resistentes y rgidas, aunque frgiles, enuna matriz ms blanda y dctil.
El material matriztransmite al fuerza a lasfibras, las cualessoportan la mayor partede la fuerza aplicada.La resistencia delcompuesto puederesultar alta atemperatura ambiente ya temperaturaselevadas. De formasemejante a loscompuestosparticulados, la regla delas mezclas predicealgunas de suspropiedades.
Resistencia a lacorrosin
Gran cantidad de compuestos laminares estn diseadospara mejorar la resistencia a la corrosin conservando unbajo costo, alta resistencia o bajo peso.
Otras caractersticas deimportancia incluyenresistencia superior aldesgaste o a laabrasin, mejorapariencia esttica yalgunas caractersticasde expansin trmicapoco usuales. Con laregla de las mezclas sepueden estimar algunasde las propiedades,paralelas a la laminillasde los materiales
compuestos laminares
Propiedadeselastomericas.
Buenas propiedades como aislante, sellador, buenaresistencia qumica. Aislante de alta temperatura.
resistencia alimpacto
Asientos de sillas, piezas exteriores de coches, barcos, etc.
Buenaductibilidad y
durezaSe desarroll inicialmente para la industria espacial, peroahora, tambin est en la industria del transporte yaeronutica, automovilstica, etc.
Maleabilidad Compuestos que son utilizados en dispositivos deinstalaciones elctricas (bridas para la pared, interruptorespara circuitos especiales)
Alta resistencia aldesgaste y a la
abrasinPiezas que son sujetas a elevadas temperaturas y quedeben resistir agentes qumicos.
Buena resistenciaelctrica
Aplicaciones elctricas de alta temperatura y resistenciatrmica, accesorios elctricos, adhesivos
Estabilidaddimensional
Herramientas de corte para mquinas, componentesespeciales de aeronaves.
CONCLUSIN
La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientosfundamentales sobre las propiedades fsicas macroscpicas de los materiales ylos aplica en varias reas de la ciencia y la ingeniera, consiguiendo que stospuedan ser utilizados en obras, mquinas y herramientas diversas, o convertidosen productos necesarios o requeridos por la sociedad.Incluye elementos de la qumica y fsica, as como las ingenieras qumica,mecnica, civil y elctrica o medicina y ciencias ambientales. Con la atencinpuesta de los medios en la nano ciencia y la nanotecnologa en los ltimos aos,la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo delos materiales en los ltimos aos, el permanente desafo tecnolgico requieremateriales cada vez ms sofisticados y especializados
BIBLIOGRAFA
Modulo Materiales Industriales. Autor: Universitaria. Universidad Nacional Abiertay a Distancia UNAD.Caja de herramientas Aula virtual del curso MATERIALES INDUSTRIALES.http://www.sapiens.itgo.com/documents/doc29.htmhttp://pslc.ws/spanish/mech.htmhttp://www.mitecnologico.com/Main/EstructuraPropiedadesDeCeramicoshttp://www.buenastareas.com/temas/polimeros-ceramicos-y-compuestos/0http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia_de_materiales