Upload
jeferson-mellado-traipe
View
217
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
propiedad y resistencia de los materiales
Citation preview
III. Estructura atmica de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATLICA DE CHILE Escuela de Ingeniera
2
1. INTRODUCCIN AL ESTUDIO DE LOS MATERIALES - MoEvacin y visin general de la disciplina - Denicin de propiedades mecnicas fenomenolgicas
2. ELASTICIDAD EN MEDIOS CONTINUOS - Anlisis de tensiones: traccin, tensin y equilibrio diferencial, transformacin de coordenadas, estado de tensiones planas, tensiones y direcciones principales, crculo de Mohr de tensiones.
- Anlisis de deformaciones: deformaciones unitarias, transformacin de coordenadas, estado de deformaciones planas, deformaciones y direcciones principales, crculo de Mohr de deformaciones. - Relacin consEtuEva: modulo elsEco, de corte y razn de Poisson, ley de Hooke generalizada, formulacin matemEca de la elasEcidad.
3. ESTRUCTURA ATOMICA DE LA MATERIA - Elementos de microestructura - Enlaces entre tomos: primarios y secundarios - Estructuras cristalinas y amorfas (sistemas cristalogrcos, mallas de
Bravais, denicin estructura atmica, estructuras BCC, FCC, HCP) - Defectos microestructurales (puntuales, lineales y superciales)
4. PROPIEDADES MECNICAS DE MATERIALES Y SU RELACIN CON LA MICROESTRUCTURA
- Comportamiento elsEco, anelsEco y pseudoelsEco
- Comportamiento plsEco - Criterios de uencia: Tresca y von Mises
- Falla por fractura - Comportamiento visco-elsEco (elastmeros, modelos de Maxwell y Voight)
- ElasEcidad en materiales compuestos
5. PROPIEDADES FSICAS DE MATERIALES Y SU RELACIN CON LA MICROESTRUCTURA
- Propiedades revisadas: densidad, coeciente de expansin trmica, calor especco, conducEvidad trmica, punto de fusin, conducEvidad elctrica. Propiedades de materiales compuestos
6. CLASES DE MATERIALES - Clasicacin de materiales. Resumen de propiedades caractersEcas de diferentes clases de materiales
- Avances en materiales
3 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Demcrito Democritus, Naples NaEonal Museum Aristotle, Corbis-Beemann
Aristteles
neeee!, consiste de elementos indivisibles
la materia es un continuo
cierto?
4 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Con/nua o discreta? A qu escala?
5 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
103 metros 100 10-3 10-6 10-9 10-12
dimensin de una estructura
Que signica micro-estructura?
Microestructura
www.container-transportaEon.com
6 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Escala de elementos de microestructura (escala en metros)
10-12 1 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10
AFM TEM SEM OM OJO
Poros Granos
Maclas
tomos Dislocaciones
Celdas
STM
7 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
ingls: Microstructure alemn: Gefge
la estructura revelada por microscopa a magnicaciones mayores de 25
la calidad/naturaleza/composicin/ textura/consistencia/conguracin (Beschaenheit) que aparece homognea alrededor de un punto observado bajo microscopio. Est dada por el Epo, forma, tamao, distribucin y orientacin de sus componentes
En ING1024: arreglo de fases y defectos en el material bajo el microscopio
Microestructura
8 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Microestructura de metales Microestructura primaria despus de solidicacin Microestructura secundaria despus de procesamiento de un slido
Materials & Design, 31(10
), 20
10, 4
836
4841
Acero bajo carbono 12%Cr Latn M63 (37%Zn)
Uniersity of Cap
e To
wn Lab
9 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Microestructura de metales Microestructura primaria despus de solidicacin Microestructura secundaria despus de procesamiento de un slido
George Langford, Sc.D., MIT
Acero A36, carburizado, tratamiento trmico a, 500 Acero A36, carburizado, tratamiento trmico b, 500
10 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Elementos de microestructura de metales
fase grano borde de grano precipitado inclusiones no-metlicas dendrita poro (dislocacin) (vacancia)
11 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Microestructura de cermicos
J Eu
Ceram
ic Soc, 2
0(12
), 20
39-204
5, 200
0
PZT (lead zirconate Etanate)
lvaro Pau
l, Ricardo Serpell, 20
09
Hormigon con agregado liviano (piedra pmez), 500x
12 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Elementos de microestructura de cermicas
fase interfase grano poro
13 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Microestructura de polmeros
J Mol Cat A 366
,74-83
, 201
3
UHMWPE (ultra-high molecular weight polyethylene)
PE lm (microscopia de luz polarizada)
14 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Elementos de microestructura de polmeros
dominio cristalino dominio amorfo bra (molcula)
15 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Las sustancias bsicas, que no se pueden descomponer en sustancias ms simples, son llamadas elementos
Todos sus fragmentos/partes Eenen propiedades idnEcas a las del total
Propiedades del total deben originarse en las caracters/cas de sus fragmentos
No se pueden descomponer, pero si se pueden subdividir
16 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
El menor fragmento sera la unidad mnima de materia donde aun se verican las propiedades del elemento
Un tomo cons/tuye el lmite inferior de can/dad de materia de un elemento
Interconecciones de IC - IBM, 1998 Cobre bajo el STM - NIST, 2004 Chip de cobre - IBM, 1998
17 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Composicin de un tomo Masa atmica Peso atmico Masa molar / nmero de Avogadro Conguracin electrnica Radio atmico Electronega/vidad Valencia Espn
RECORDATORIO
18 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Caracters/cas del tomo 1) composicin del ncleo 2) radio atmico 3) conguracin electrnica 4) electronegaEvidad 5) valencia 6) espn
Propiedades: a) peso atmico b) masa atmica c) densidad d) resistencia a compresin e) resistencia a desgaste f) resistencia a exin g) reacEvidad qumica h) reacEvidad electroqumica i) Epo de enlace j) conducEvidad elctrica k) resistencia a la fractura l) dureza m) color
Qu caractersEcas del tomo afectan que propiedades de materiales?
Ejercicio
19 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Propiedad afectada Caracters/cas del tomo
Peso atmico Composicin del ncleo La masa est concentrada en el ncleo
Densidad Radio atmico Limita el empaquetamiento de los tomos en slidos inicos, metlicos o moleculares
Reac/vidad Conguracin electrnica Determina la disponibilidad de electrones capaces de parEcipar en enlaces
Tipo de enlace Electronega/vidad y valencia Condiciona las interacciones posibles entre pares de tomos
/
20 III. Estructura de la materia
ING1024 Propiedades y Resistencia de Materiales Escuela de Ingeniera PUC
Conclusiones