Repaso de Materiales
Clasificación de los Materiales
Los materiales de ingeniería se dividen en cuatro grandes familias:
- Metales y aleaciones
- Estructuras cristalinas (FCC, BCC, HCP)
- Propiedades mecánicas y térmicas
-
Procesos de conformado y tratamiento térmico
-
Cerámicos
- Estructura iónica/covalente
- Fragilidad y alta dureza
-
Aplicaciones industriales
-
Polímeros
- Termofijos vs termoplásticos
- Estructura molecular y grado de cristalinidad
-
Propiedades viscoelásticas
-
Materiales compuestos
- Matriz + refuerzo
- Laminados, particulados, fibras
- Relación estructura-propiedades
Añadir imagen: diagrama de clasificación de materiales (colocar luego en
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Estructura Atómica y Enlace
Tipos de enlace
- Iónico
- Covalente
- Metálico
- Van der Waals / Puentes de hidrógeno
Parámetros estructurales
- Longitud de enlace
- Energía de enlace
- Pozo de energía y módulo elástico
- Número de coordinación
Estructura Cristalina
Sistemas cristalinos
- Cúbico simple
- FCC (cúbica centrada en las caras)
- BCC (cúbica centrada en el cuerpo)
- HCP (hexagonal compacta)
Conceptos importantes
- Factor de empaquetamiento atómico
- Planos y direcciones cristalográficas
- Red de Bravais
Añadir imagenes:
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Defectos en Materiales Sólidos
Defectos puntuales
- Vacancias
- Intersticiales
- Sustitucionales
Defectos lineales
- Dislocaciones (borde y tornillo)
- Movimiento de dislocaciones
Defectos superficiales
- Límites de grano
- Geminados
Importancia
Los defectos controlan:
- Resistencias mecánicas
- Ductilidad
- Difusión
- Procesos termo-mecánicos
Termodinámica y Diagramas de Fase
Conceptos clave
- Fase
- Solución sólida
- Regla de las fases de Gibbs
- Componentes y grados de libertad
Diagramas binarios típicos
- Isomorfismo
- Solubilidad limitada
- Eutéctico
- Peritéctico
- Eutectoide (incluyendo Fe–C)
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Transformaciones en el Estado Sólido
- Curvas TTT (Tiempo–Temperatura–Transformación)
- Diagramas CCT
- Perlita, bainita, martensita
- Cinética de transformación (Ley de Avrami)
Propiedades Mecánicas
Propiedades estáticas
- Módulo elástico
- Resistencia última
- Límite elástico
- Deformación plástica vs elástica
Ensayo de tensión
- Curva esfuerzo–deformación
- Tenacidad
- Ductilidad
- Fractura
Dureza
- Vickers
- Rockwell
- Brinell
Propiedades Térmicas
- Calor específico
- Conductividad térmica
- Expansión térmica
- Difusión atómica (Ley de Fick I y II)
Propiedades Eléctricas
- Conductores, semiconductores y aislantes
- Banda de energía (band gap)
- Movilidad de portadores de carga
Propiedades Magnéticas
- Dia, para y ferromagnetismo
- Histeresis
- Curva B–H
Propiedades Ópticas
- Transmisión
- Reflexión
- Absorción
- Índice de refracción
Procesamiento Básico
Rutas principales
- Conformado
- Fundición
- Sinterizado
- Tratamientos térmicos
- Procesos de manufactura básicos
Fallas en Materiales
- Fractura dúctil
- Fractura frágil
- Fatiga
- Fluencia (creep)
Bibliografía Recomendada
- Callister & Rethwisch – Materials Science and Engineering
- Ashby & Jones – Engineering Materials
- Shackelford – Introduction to Materials Science