La Ingeniería en Materiales

Objetivos

Objetivo general:

Dar a conocer de una manera generalizada la que es lo que estudia la ingeniería en materiales y su relevancia en la industria

Objetivos específicos:

Clasificar y definir los materiales y un ejemplo de su aplicación en la industria.

Introducción

Todas las personas y especialmente los ingenieros tienen que ver con materiales, de manera cotidiana ya sea en manufactura, procesamientos y en el diseño y construcción de componentes o estructuras, ya que deben seleccionar y utilizar materiales y analizar fallas de los mismos.

Deben tomar una importante decisión al seleccionar los materiales a incorporar en un diseño porque se tiene que verificar si las propiedades requeridas se pueden conseguir y mantener durante el uso del producto, si el material es compatible con otras partes de un ensamble y si puede unirse fácilmente a ellas; por otro lado considerar que se pueda reciclar fácilmente y observar si el material o su fabricación pueden causar problemas ecológicos e incluso si puede convertirse de manera económica en un componente útil.

En este trabajo se pretende dar a conocer de una manera generalizada los distintos tipos de materiales disponibles para comprender un poco de su comportamiento y sus capacidades y poderlos aprovechar de una manera más eficiente, así como ampliar el panorama de las personas de la ingeniería en materiales y su relevancia en la industria.

Resumen

Los materiales se clasifican en 4 grupos: metales, cerámicos, polímeros y materiales compuestos. Cada uno de estos grupos posee estructuras y propiedades distintas.

Los metales y sus aleaciones generalmente presentan conductividad eléctrica y térmica, resistencia relativamente alta, alta rigidez, y resistencia al impacto. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones proporcionan mejoría en alguna propiedad particularmente deseable o permite una mejor combinación de propiedades.

Los cerámicos tienen baja conductividad eléctrica y térmica y a menudo son utilizados como aislantes, son fuertes y duros, aunque también muy frágiles o quebradizos. Las nuevas técnicas de procesamiento han conseguido que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga, como los impulsores de turbina.

Los polímeros, son producidos en la polimerización, es decir, creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son adecuados para utilizarse a temperaturas elevadas. Se dividen en termoplásticos y termoestables.

Los materiales compuestos se forman a partir de 2 o más materiales, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de manera individual. Con materiales compuestos podemos producir materiales ligeros, fuertes, dúctiles, resistentes a altas temperaturas, entre otras propiedades.

Desarrollo

Cerámicos

Las cerámicas y los vidrios representan algunos de los materiales para ingeniería más antiguos y durables ante el ambiente. También son los materiales que han desarrollado avances para la industria aeroespacial y electrónica.

El término "cerámica" proviene de la palabra griega "keramikos", que significa "cosa quemada", indicando de esta manera que las propiedades deseables de estos materiales generalmente se alcanzan después de un tratamiento térmico a alta temperatura que se denomina cocción.

Son compuestos químicos o soluciones complejas, que contienen elementos metálicos y no metálicos. Por ejemplo la alúmina (Al2O3) es un cerámico que tiene átomos metálicos (aluminio) y no metálico (oxígeno). Los materiales cerámicos tienen una amplia gama de propiedades mecánicas y físicas. Debido a sus enlaces iónicos o covalentes, los materiales cerámicos por lo general son duros, frágiles, con un alto punto de fusión, tiene baja conductividad eléctrica y térmica, buena estabilidad química y térmica y elevada resistencia a la compresión. Aunque la mayoría de los productos cerámicos son buenos aislantes eléctricos y térmicos, el SiC y el AlN tienen conductividad térmica parecida a las de los metales. Los productos cerámicos como el FeO y el ZnO, son semiconductores y, además, han sido descubiertos materiales superconductores como el YBa2Cu3O7-x.

Una tecnología moderna de rápido crecimiento es la de los materiales cerámicos avanzados, también llamados materiales cerámicos estructurales. Estos fueron utilizados por primera vez en 1971 para aplicaciones a alta temperatura en tuberías de gas que funcionaban a 2506°C. En la fabricación de estas piezas se utilizaron nitruro de silicio y carburo de silicio.