Propiedades y tipos de materiales en Ingeniería

Tipos de propiedades

Económicas Precio y disponibilidad reciclada

Físicas Densidad

Mecánicas Modulos, Límites de elasticidad y resistencias de tracción, dureza, tenacidad a la fractura, Resistencia a la fatiga, Amortiguamiento.

Térmicas Conductividad térmica, calor específico, coeficiente de expansión térmica.

Eléctricas y magnéticas Resistividad, constante eléctrica, permeabilidad magnética.

Interacción con el entorno Oxidación, corrosión, desgaste

Producción Facilidad de fabricación, unión, acabado.

Estéticas Color, textura y aspecto

  • La mayoría de los componentes de Ing. están fabricados con metales y aleaciones
  • Los polímeros son cada vez más atractivos pero el diseñador a causa de que ofrecen una buena combinación de propiedades
  • Materiales naturales como la madera o la piel que no poseen propiedades que incluso con los desarrollos científicos actuales la ciencia de materiales son difíciles de superar.

Tipos de materiales

Metales y aleaciones

Hierro y aceros

Aluminio y sus aleaciones

Cobre y sus aleaciones

Níquel y sus aleaciones

Titanio y sus aleaciones

Polímeros

Polietileno(PE)

Polimetacrilato de metilo(PMMA)

Poliamidas-nailon-(PA)

Poliestireno(PU)

Poliuretano(PU)

Resinas epoxi(EP)

Caucho (NR)

Cerámicas y vidrios

Alúmina – Zafiro-

Magnesia

Sílice

Carburo de silicio


Materiales compuestos

Polímeros reforzados (fibra de vidrio)

Fibra de carbono

Polímeros cargados

Cernets

Materiales naturales

Madera

Piel

Algodón, lana, seda

Hueso

Huevo

Las cerámicas son cristalinas, inorgánicas, ni metálicos. Los vidrios son sólidos no cristalinos. La mayoría de los vidrios para ingeniería son no metálicos, pero hoy existe un gran número de vidrios metálicos con propiedades útiles.Imagen


Metales y aleaciones

Los metales incluyen aluminio, magnesio, zinc, hierro, titanio, cobre y níquel, una aleación es un metal que contiene adiciones de carbono, en general los metales tienen buenas conductividad eléctricas y térmicas. Además, las aleaciones tienen resistencias relativamente altas, gran rigidez, ductibilidad a la formalidad y resistencia al impacto son particularmente útiles para aplicaciones estructurales o de carga, aunque en ocasiones se usan metales puros, las aleaciones pueden mejorar una propiedad desechable específica o permiten mejores combinaciones de las propiedades.

Cerámicas

Las cerámicas pueden definirse como materiales cristalinos inorgánicos. La arena de playa y las rocas son ejemplo de cerámicas en estado natural, las cerámicas avanzadas, que son materiales preparados por medio de la refinación de cerámicas de edo. natural y otros procesos especiales se usan en los estratos que albergan chips de computadora, sensores y activadores, capacitadores de comunicación. Algunas cerámicas se usan como recubrimiento de barrera para proteger los sustratos metálicos de los motores de turbina.

En general, las cerámicas no conducen bien el calor y deben calentarse a temperaturas muy altas antes de fundirse, asimismo, son resistentes y duras pero quebradizas. Se usan en productos como pinturas, plásticos y neumáticos y en aplicaciones industriales como los sensores oxígeno que usan los automóviles, se recurre las cerámicas tradicionales para ladrillos basijas y accesorios de baño.

Vidrios y vidrios cerámicos

Es un material amorfo, con frecuencia, aunque no siempre, derivado de un líquido fundido. El término amorfo se refiere a materiales que no poseen un arreglo regular y periódico de átomos. Los vidrios pueden tratarse de manera térmica para hacerla más resistentes la formulación de vidrios y la nucleación de cristales pequeña dentro de ellas por medio de un proceso térmico especial crean materiales que se conocen como vidrios-cerámicos.

Polímeros

Por lo general, los polímeros son materiales orgánicos. Se producen por medio de un proceso conocido como polimerización. Incluyen al caucho y muchos tipos de adhesivos, los más comunes son buenos aislantes eléctricos y térmicos aunque existen excepciones. A pesar de que poseen una resistencia, los polímeros tienen muy buena resistencia/peso.

Semi-Conductores

  • Los semiconductores a base de silicio, germanio y arsenico de galio son parte de una amplia clase de materiales conocidos como materiales electrónicos.
  • La conductividad eléctrica de los materiales semiconductores está entre la de los aislantes cerámicos y los conductores metálicos
  • Los semiconductores han permitido la era de información

Materiales compuestos

  • La idea principal en el desarrollo de compuestos es combinar las propiedades de distintos materiales.
  • Los compuestos se forman a partir de dos o más materiales, produciendo propiedades que no se encuentran en un solo material.
  • Con los compuestos se pueden producir materiales ligeros, resistentes dúctiles y resistentes y resistentes a altas temperaturas pueden producirse herramientas de corte rígidas, pero resistentes al impacto que de otra manera se romperían.

Corrosión

  • La mayoría de las veces, la falla de los materiales sucede como resultado de la corrosión y de alguna forma de sobrecarga de tensión.
  • La mayoría de los metales y polímeros reaccionan con el oxígeno u otros gases, particularmente a temperaturas elevadas.

Materiales puros

  • Son aquellos que están tal y como son en la naturaleza sin sufrir ningún cambio o alteración, los materiales más puros se encuentran en la tabla periódica.
  • Los materiales puros se clasifican en metales y no metales y metaloides. Aleaciones ferrosas y no ferrosas.
  • Una aleación es una combinación de dos o más metales para formar otro material.
  • Este tipo de materiales son los más utilizados en ingeniería debido a que representan en algunos casos menores costos al utilizarlos y en otros se mejoran las propiedades que presentan los metales de forma


Aleaciones ferrosas

Estas aleaciones están basadas al hierro como el constituyente principalmente aceros, aceros inoxidables y diversas clases de hierro fundido

Aleaciones no Ferrosas

Intervienen metales diferentes al hierro, como el aluminio, magnesio, cobre, níquel y cobalto titanio, oro plata y otros.

Materiales orgánicos

Son así considerados cuando contienen células de vegetales y animales. Estos materiales pueden igualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tetracloruros no se disuelven en agua y no soportan altas temperaturas.

Materiales inorgánicos

Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetales o relacionadas pueden disolverse en el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas.

Materiales cerámicos

Los materiales cerámicos son compuestos químicos constituidos por metales y no metales que incluye minerales de arcilla cemento y vidrios.

Se trata de materiales minerales que son aislantes térmicos y que elevada temperatura y en ambientes agresivos son más resistentes que los metales y los polímeros.

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