introduccion ciencia materiales

8/18/2019 Introduccion Ciencia Materiales

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INTRODUCCION CIENCIA DE MATERIALES

Capítulo 1 - Propiedades Mecáicas los !ateriales"

Capítulo # - Propiedades El$ctricas de los !ateriales"

Capítulo % - Propiedades Ma&$ticas de los Materiales"

Capítulo ' - Propiedades (pticas I de los Materiales"

Capítulo ) - Propiedades (pticas II de los Materiales"

Capítulo * - Clasi+icaci, de los !ateriales" Metales I

Capítulo - Clasi+icaci, de los !ateriales" Metales II. Aceros

Capítulo / - Clasi+icaci, de los Materiales" Metales o +$rricos

Capítulo 10 - Dia&ra!as de +ase co!porta!ieto ,ptico de los !etales"

Capítulo 11 - Clasi+icaci, de los !ateriales" Cerá!icos

Capítulo 1# - Clasi+icaci, de los !ateriales" Polí!eros I

Capítulo 1% - Clasi+icaci, de los Materiales" Polí!eros II

Capítulo 1' - Clasi+icaci, de los Materiales Polí!eros III

Capítulo 1) - Clasi+icaci, de los Materiales" Polí!eros I2

Capítulo 1* - Clasi+icaci, de los Materiales" Se!icoductores

Capítulo 1 - Clasi+icaci, de los Materiales" Co!puestos

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1" Propiedades Mecáicas de los !ateriales"

Este curso esta pensado para personas que tengan conocimientos básicos de Química yFísica, ya que manejo varios conceptos básicos de estas ciencias sin una definición previade mi parte.

Ahora sí, comencemos.

a !iencia de "os #ateria"es se ocupa principa"mente de "as propiedades, c"asificación, procesamiento y usos de "as diversas manisfestaciones de "a materia en e" $niverso. Eneste curso, omitiremos "o referente a" procesamiento y nos concentraremos en "os otros tresaspectos.

E" comportamiento de "os materia"es queda definido por su estructura. a nive"microscópico, "a estructura e"%ctronica de un átomo determina "a natura"e&a de "os en"acesatómicos que a su ve& contribuye a fijar "as propiedades de un materia" dado.

En forma genera", "as propiedades se separan para su estudio en dos grandes ramas' propiedades físicas y propiedades mecánicas.

Propiedades !ecáicas' (escriben "a forma en que un materia" soporta fuer&as ap"icadas,inc"uyendo fuer&as de tensión, compresión, impacto, cíc"icas o de fatiga, o fuer&as a a"tastemperaturas. A continuación, se definen "as que mencionaremos más ade"ante'

) *enacidad' Es "a propiedad que tienen ciertos materia"es de soportar, sin deformarse niromperse, "os esfuer&os bruscos que se "es ap"iquen.

) E"asticidad' !onsiste en "a capacidad de a"gunos materia"es para recobrar su forma ydimensiones primitivas cuando cesa e" esfuer&o que había determinado su deformación.

) (ure&a' Es "a resistencia que un materia" opone a "a penetración.

) Fragi"idad' $n materia" es frági" cuando se rompe fáci"mente por "a acción de un choque.

) +"asticidad' Aptitud de a"gunos materia"es só"idos de adquirir deformaciones permanentes, bajo "a acción de una presión o fuer&a eterior, sin que se produ&ca rotura.

) (uctibi"idad' !onsiderada una variante de "a p"asticidad, es "a propiedad que poseen

ciertos meta"es para poder estirarse en forma de hi"os finos.

) #a"eabi"idad' -tra variante de "a p"asticidad, consiste en "a posibi"idad de transformar a"gunos meta"es en "áminas de"gadas.

as anteriores propiedades mecánicas se va"oran con eactitud mediante ensayosmecánicos') Ensayo de tracción' -frece una idea aproimada de "a tenacidad y e"asticidad de un


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materia".)Ensayos de dure&a' +ermiten conocer e" grado de dure&a de" materia".)Ensayos a" choque' u práctica permite conocer "a fragi"idad y tenacidad de un materia".)Ensayos tecno"ógicos' +onen de manifiesto "as características de p"asticidad que posee unmateria" para proceder a su forja, dob"ado, embutido, etc.

Propiedades +ísicas' (ependen de "a estructura y procesamiento de" materia". (escribencaracterísticas como co"or, conductividad e"%ctrica o t%rmica, magnetismo ycomportamiento óptico, genera"mente no se a"teran por fuer&a que act/an sobre e" materia".+ueden dividirse en ' e"%ctricas, magn%ticas y ópticas.

En capítu"os posteriores estudiaremos por separado estos grupos y "as definiciones de"as distintas propiedades que "os confoman.

#" Propiedades El$ctricas de los !ateriales"

Ahora, "e daremos un vista&o a "o que imp"ica e" primer grupo que mencionamos dentro de"as propiedades físicas. 0ecuerda, este curso es tan só"o una introducción.

Propiedades el$ctricas' (escriben e" comportamiento e"%ctrico de" meta", e" cua" enmuchas ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico. Eiste tambi%n e"comportamiento die"%ctrico, propio de "os materia"es que impiden e" f"ujo de corrientee"%ctrica, que va más a""á de simp"emente proporcionar ais"amiento.

os e"ectrones son "os portadores de carga en "os materia"es conductores, semiconductoresy muchos de "os ais"antes1 en "os compuestos iónicos son "os iones quienes transportan "amayor parte de "a carga. a movi"idad de "os portadores depende de "os en"aces atómicos,

de "as imperfecciones de "a red, de "a microestructura y, en "os compuestos iónicos, de "asve"ocidades de difusión.

a ap"icación de un campo magn%tico genera "a formación y e" movimiento de dipo"oscontenidos en e" materia". Estos dipo"os son átomos o grupos de átomos que tienen cargadesequi"ibrada. (entro de un campo e"%ctrico ap"icado "os dipo"os se a"inean causando po"ari&ación. Eisten cuatro mecanismos de po"ari&ación'

) +o"ari&ación e"ectrónica. !onsiste en "a concentración de "os e"ectrones en e" "ado de"n/c"eo más cercano a" etremo positivo de" campo. Esto imp"ica una distorsión de" arreg"oe"ectrónico, en "a que e" átomo act/a como un dipo"o tempora" inducido. Este efecto, que

ocurre en todos "os materia"es es peque2o y tempora".) +o"ari&ación iónica. os en"aces iónicos tienden a deformarse e"ásticamente cuando seco"ocan en un campo e"%ctrico. En consecuencia "a carga se redistribuye min/scu"amentedentro de" materia". os cationes y aniones se acercan o se a"ejan dependiendo de "adirección de campo. Estos dipo"os tempora"mente inducidos causan po"ari&ación y tambi%n pueden modificar "as dimensiones genera"es de" materia".


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) +o"ari&ación mo"ecu"ar. A"gunos materia"es contienen dipo"os natura"es, que, a"ap"icárse"es un campo giran, hasta a"inearse con %". En a"gunos materia"es, como e" titanatode bario, "os dipo"os se mantienen a"ineados a pesar de haberse e"iminado "a inf"uencia de"campo eterno.

Anteriormente, a" hab"ar de po"ari&ación iónica, mencionamos "a posibi"idad de que hubieramodificación de "as dimensiones de" materia". Este efecto se conoce como e"ectrostricción,además de darse por cambios en "a "ongitud de "os en"aces entre iones, puede ser resu"tadode "a actuación de "os átomos como partícu"as en forma ova" en ve& de esf%rica o por distorsión debida a "a orientación de "os dipo"os permanentes de" materia"

in embargo, eisten materia"es que muestran una propiedad adiciona"' cuando se "esimpone un cambio dimensiona", ocurre po"ari&ación, "o que crea un vo"taje o un campo.os materia"es que presentan este comportamiento son pie&oe"%ctricos.

!uando se encuentran entre capas de materia" conductor, "os materia"es die"%ctricos que se

po"ari&an son capaces de a"macenar cargas, esta propiedad se describe mediante') !onstante die"%ctrica, que es "a re"ación de "a permisividad de" materia" con "a permisividad en e" vacío.

) 0esistencia die"%ctrica. Es e" campo die"%ctrico máimo que puede mantener un materia"entre conductores.

a presencia de po"ari&ación en un materia" despu%s de que se retira e" campo e"%ctrico se puede ep"icar en función de una a"ineación residua" de dipo"os permanentes. Esto sucedede "a siguiente forma' se toma un crista" cuyos dipo"os se encuentran orientados de forma

a"eatoria, de forma que no hay po"ari&ación neta1 a" ap"icar un campo, "os dipo"oscomien&an a a"inearse con dicho campo1 fina"mente, e" campo a"inea todos "os dipo"os y seobtiene "a po"ari&ación máima o de saturación1 cuando posteriormente se retira e" campo,queda una po"ari&ación remanente, debida a" acop"amiento de dipo"os y e" materia" haquedado permanentemente po"ari&ado. os materia"es que retienen una po"ari&ación neta,una ve& retirado e" campo se conocen como ferroe"%ctricos.

+ara que e" materia" die"%ctrico a"macene energía, se debe impedir que "os portadores decarga como iones y e"ectrones se muevan de un conductor a otro a trav%s de %", enconsecuencia, "os materia"es die"%ctricos tienen siempre una a"ta resistividad e"%ctrica.

#ateria"es uti"i&ados para ais"ar e" campo e"%ctrico deben poseer a"ta resistividad e"%ctrica,a"ta resistencia die"%ctrica y un bajo factor de p%rdida. in embargo, una constantedie"%ctrica a"ta no es necesaria e inc"uso puede ""egar a ser indeseab"e. $na constantedie"%ctrica peque2a impide "a po"ari&ación, por "o que no se a"macena carga "oca"mente ene" ais"ante.

Esto es "o esencia" respecto a "as propiedades e"%ctrica de "os materia"es. En nuestra próima entrega, estudiaremos "as propiedades magn%ticas.


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%" Propiedades Ma&$ticas de los Materiales"

En e" capítu"o anterior revisamos a"gunos aspectos de "as propiedades e"%tricas. Ahora,veremos "o re"ativo a "as propiedades magn%ticas.

Propiedades !a&$ticas' E" comportamiento magn%tico esta determinado por "asinteracciones entre dipo"os magn%ticos, estos dipo"os a su ve& están dados por "a estructurae"ectrónica de" materia". +or "o tanto, a" modificar "a microestructura, "a composición o e" procesamiento se pueden a"terar "as propiedades magn%ticas.

os conceptos que definen "os efectos de un campo magn%tico en un materia" son'

Cocepto De+iici,

#omento magn%tico. 3ntensidad de campo magn%tico asociado con e" e"ectrón.

+ermeabi"idadmagn%tica.

E" materia" amp"ifica o debi"ita e" efecto de" campo magn%tico.

#agneti&ación.0epresenta e" incremento en "a inducción magn%tica debida a"materia" de" n/c"eo.

usceptibi"idadmagn%tica.

Es "a re"ación entre "a magneti&ación y e" campo ap"icado, proporciona "a amp"ificación dada por e" materia".

Así, cuando se acerca un campo magn%tico a un conjunto de átomos es posib"e observar diversas reacciones'

) (iamagnetismo' E" campo magn%tico inf"uye en "os momentos magn%ticosde "ose"ectrones dentro de" átomo y produce un dipo"o para todo "os átomos. Estos dipo"os seoponen a" campo magn%tico, haciendo que "a magneti&ación sea menor a cero.

) +aramagnetismo' (ebido a "a eistencia de e"ectrones no apareados, a cadaátomo se "easocia un momento magn%tico neto, causado por e" giro de "os e"ectrones. !uando se ap"icaun campo magn%tico, "os dipo"os se a"inean con %", resu"tando una magneti&ación positiva.+ero, dado que "os dipo"os no interact/an, para a"inear"os se requieren campos magn%ticos

etremadamente grandes. Además, en cuanto se e"imina e" campo, e" efecto se pierde.

) Ferromagnetismo' Es causado por "os nive"es de energía parcia"mente ocupados de" nive"4d de" hierro, e" níque" y e" coba"to. !onsiste en "a fáci" a"ineación de "os dipo"os permanente no apareados con e" campo magn%tico ap"icado, debido a "a interacción deintercambio o a" refuer&o mutuo de "os dipo"os. Esto significa que a/n con camposmagn%ticos peque2os se obtienen magneti&aciones importantes, con permeabi"idad re"ativade hasta 567.


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) Antiferromagnetismo' os momentos magn%ticos producidos en dipo"os vecinos sea"inean en e" campo magn%tico oponi%ndose unos a otros, a/n cuando "a intensidad decada dipo"o sea muy a"ta. Esto produce una magneti&ación nu"a.

) Ferrimagnetismo' e da principa"mente en materia"es cerámicos, donde diferentes iones

crean momentos magn%ticos distintos, causando que, en un campo magn%tico "os dipo"os deion A pueden a"inearse con e" campo, en tanto que "os dipo"os de" ion 8 pueden opon%rse"e.!omo "as intensidades de "os dipo"os son distintas, e" resu"tado será una magneti&aciónneta. Así, "os materia"es con este tipo de comportamiento pueden dar una buenaintensificación de" campo ap"icado.

Este es un capítu"o corto, en compensación por todo "o que tuviste que estudiar en e"anterior. Espero que haya sido de uti"idad para ti. 9uerte y hasta "a próima:

'" Propiedades (pticas I de los Materiales"

Esta es "a primera de dos entregas acerca de "as propiedades ópticas.

Propiedades ,pticas' e re"acionan con "a interre"ación entre un materia" y "as radiacionese"ectromagn%ticas en forma de ondas o partícu"as de energía, conocidas como fotones.Estas radiaciones pueden tener características que entren en nuestro espectro de "u& visib"e,o ser invisib"es para e" ojo humano. Esta interacción produce una diversidad de efectos,como absorción, transmisión, ref"eión, refracción y un comportamiento e"ectrónico.

Fenómenos ;pticos. A" interactuar con "a estructura e"ectrónica o crista"ina de un materia","os fotones de una fuente eterna crean varios fenómenos ópticos. i "os fotones incidentesinteract/an con "os e"ectrones de va"encia pueden ocurrir varias cosas' "os fotones ceden

energía a" materia", en cuyo caso hay absorción1 o puede ser que cuando "os fotones aportanenergía, de inmediato e" materia" emite e"ectrones de id%ntica energía, de forma que se produce ref"eión. *ambi%n puede que "os fotones no interact/en con "a estructurae"ectrónica de" materia", en ese caso ocurre "a transmisión. En cua"quiera de estos trescasos, "a ve"ocidad de "os fotones cambia1 este cambio propicia "a refracción.

$n rayo incidente de intensidad I 6 parcia"mente puede ref"ejarse, absorberse y transmitirse.Esta intensidad I 6 se puede epresar como'

I 6


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) 0efracción. !uando un fotón es transmitido provoca "a po"ari&ación de e"ectrones en e"materia" y, a" interactuar con e" materia" po"ari&ado, pierde parte de su energía. a ve"ocidadde "a "u& se puede re"acionar con "a faci"idad con "a cua" un materia" se po"ari&a tantoe"%ctricamente >permisividad? como magn%ticamente >permeabi"idad?.

in embargo, "os materia"es ópticos no son magn%ticos, por tanto "a permeabi"idad puedeno tomarse en cuenta.

(ado que "a ve"ocidad de "os fotones disminuye, cuando e" ha& entra a" materia" cambia dedirección. uponiendo que un ha& de fotones viaja en e" vacío e incide sobre un materia", ay b son "os ángu"os que "os haces incidentes y refractados tienen con e" p"ano de "asuperficie de" materia", entonces'

n < c < " vacío< sen a

v " sen b

a re"aciónn es e" índice de refracción, c es "a ve"ocidad de "a "u& en e" vacío y v "ave"ocidad de "a "u& dentro de" materia". i "os fotones viajan en e" materia" 5 y de ahí pasana" materia" @, "as ve"ocidades de "os haces incidentes y refractados dependen de "a re"aciónentre sus índices de refracción.

v1 < n1 < sen a

v2 n2 sen b

!on "a /"tima epresión de esta igua"dad podemos determinar si e" ha& será transmitido

como un ha& refractado o si se ref"ejará. i e" ángu"o b es igua" a 6B, e" ha& que viajaba atrav%s de" materia" se ref"eja.

!uando e" materia" ser po"ari&a fáci"mente habrá más interacción de fotones con "aestructura e"ectrónica de" mismo. Entonces, es de esperarse una re"ación entre e" índice derefracción y "a constante die"%ctrica de" materia".

) 0ef"eión. !uando un ha& de fotones go"pea un materia", %stos interact/an con "ose"ectrones de va"encia y ceden su energía. !uando "as bandas de va"encia no estántota"mente ocupadas, cua"quier radiación, de casi cua"quier "ongitud de onda, ecita a "ose"ectrones hacia nive"es superiores de energía. +odría esperarse que, si "os fotones sontota"mente absorbidos, no se ref"ejaría "u& y e" materia" aparecería de co"or negro. inembargo, cuando fotones de "ongitud casi id%ntica vue"ven a ser emitidos, mientras que "ose"ectrones ecitados regresan a sus nive"es inferiores de energía, ocurre "a ref"eión. (adoque "a tota"idad de" espectro visib"e se ref"eja, "os materia"es con esta propiedad tienen unco"or b"anco o p"ateado >en "os meta"es?.a ref"ectividad R da "a fracción de" ha& incidenteque se ref"eja y está re"acionada con e" índice de refracción. i e" materia" esta en e" vacío oen e" aire'


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R< n)5n=5

i e" materia" está en a"g/n otro medio, con un índice de refracción ni entonces'

R< n) ni n=ni

os materia"es con a"to índice de refracción tienen mayor ref"ectividad que aque""os cuyoíndice es bajo. a ref"ectividad y e" índice de refracción varían con "a "ongitud de onda de"os fotones.

) Absorción. a porción de ha& incidente que no es ref"ejada por e" materia" esabsorbida otransmitida a trav%s de" mismo. a fracción de "u& absorbida está re"acionada con e" espesor de" materia" y "a forma en "a cua" "os fotones interact/an con su estructura. a intensidadde" ha&, despu%s de pasar a trav%s de" materia", está dada por'

I )m x?

donde x es "a trayectoria a trav%s de "a cua" se mueven "os fotones >por "o genera", e"espesor de" materia"?, m es e" coeficiente "inea" de absorción de" materia" para "os fotones, I0 es "a intensidad de" ha&, despu%s de ref"ejarse en "a superficie de"antera, e I es "aintensidad de" ha& cuando ""ega a "a superficie trasera.

a absorción ocurre debido a varios mecanismos. En "a dispersión de 0a"eigh, e" fotóninteract/a con e"ectrones en órbita y sufre una def"eión sin cambios de energía1 esteresu"tado es más significativo para átomos con a"to n/mero atómico y para fotones de baja

energía. a dispersión !ompton es causada por "a interacción entre e"ectrones en órbita yfotones1 así, e" e"ectrón es epu"sado de" átomo y, por tanto, consume parte de "a energía de"fotón. (e nuevo, átomos con n/meros atómicos más a"tos y energías de fotón menorescausan mayor dispersión. E" efecto fotoe"%ctrico se presentará cuando a" energía de" fotónse consuma a" romperse "a unión entre e" e"ectrón y su n/c"eo. !onforme "a energía de"fotón aumenta >reduciendo "a "ongitud de onda?, ocurrirá menos absorción, hasta que e"fotón tenga una energía igua" a "a de "a unión. A este nive" de energía, e" coeficiente deabsorción se incrementa de manera significativa. a energía o "ongitud de onda a "a queesto ocurre se conoce como margen de absorción. !uando "os fotones no interact/an conimperfecciones de" materia, se dice que %ste es transparente. Cste es e" caso de" vidrio,cerámicos crista"inos de a"ta pure&a y de po"ímeros amorfos como acrí"icos, po"icarbonatosy po"isu"fones.

) *ransmisión. a fracción de" ha& que no ha sido ref"ejada ni absorbida se transmite atrav%s de" materia". +odemos determinar "a fracción de" ha& que se ha transmitido por medio de "a siguiente ecuación.

It 5) R ?@ ep >)m x?


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(e nuevo observamos que "a intensidad de" ha& transmitido dependerá de "a "ongitud deonda de "os fotones dentro de" ha&. i sobre un materia" incide un ha& de "u& b"anca y seabsorben, se ref"ejan y se transmiten fracciones equiva"entes de fotones con "ongitudes deonda diferentes, e" ha& transmitido tambi%n será de "u& b"anca. +ero, si "os fotones de"ongitud de onda más "arga son absorbidos en mayor proporción que "os de "ongitud de

onda más corta, "a "u& transmitida aparecerá de" co"or de "a "ongitud de onda corta cuyaabsorción haya sido menor. a transparencia no es otra cosa que "a transmisión íntegra de"os haces de "u& que inciden sobre e" materia" y "a intensidad de" ha& tambi%n depende decaracterísticas microestructura"es.

!uando cua"quiera de estos tres fenómenos ópticos se da de forma que so"o fotones con uninterva"o específico de "ongitud de onda son absorbidos, ref"ejados o transmitidos, se producen propiedades ópticas poco comunes, que se traducen en cambios de co"or >po"icromía?, co"ores característicos >como e" rojo de" "áser de rubí dopado?, etc.

En e" siguiente capítu"o continuaremos con e" estudio de fenómenos ópticos, esta ve&

considerando "os casos en que "os fotones son emitidos por un materia".)" Propiedades (pticas II de los Materiales"

Ahora, terminaremos nuestro estudio de "as propiedades ópticas con e" tema de "osfenómenos de emisión.

3e,!eos de e!isi," $n materia" puede emitir fotones cuya energía E está dada por "asiguiente ecuación'

E < hv < hc

"c es "a ve"ocidad de "a "u& >45656 cmDs? y h es "a constante de +"anc >7.7@56)5 G H s?.Esta ecuación permita considerar a" fotón como una partícu"a de energía E o como unaonda, con "ongitud de onda frecuencia características. (ependiendo de" origen de "osfotones, se pueden producir radiaciones en una gran gama de "ongitudes de onda.

A continuación se presentan a"gunos ejemp"os específicos de este tipo de fenómenos'

) 0ayos Iamma ) 3nteracciones nuc"eares. os rayos gamma son fotones de energía muye"evada, emitidos durante "a descomposición radiactiva de n/c"eos inestab"es de ciertos

átomos. Así "a energía de "os rayos gamma depende de "a estructura de" n/c"eo que "osorigina.

) 0ayos J ) 3nteracciones en "as capas internas de "os e"ectrones. os rayos J cuya energíaes "igeramente menor que "a de "os rayos gamma, son producidos a" estimu"ar "os e"ectronesde "as capas internas de" átomo. Este estímu"o puede consistir en e"ectrones de a"ta energíau otro rayo J. Así se emiten rayos J de espectro continuo y espectro característico. !uandoun e"ectrón de a"ta energía go"pea un materia", a" desace"erarse cede energía, que es emitida


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en forma de fotones. !ada ve& que e" e"ectrón go"pea un átomo, cede una parte adiciona" desu energía1 cada una de estas interacciones puede ser más o menos severa, por "o que encada ocasión e" e"ectrón cede una fracción distinta de su energía, produciendo fotones de"ongitudes de onda diferentes, produciendo un espectro continuo. i e" e"ectrón perdieratoda su energía en un so"o impacto, "a "ongitud de onda mínima de "os fotones emitidos

sería e" equiva"ente a "a energía origina" de" estímu"o1 esta "ongitud de onda mínima seconoce como "ímite de "ongitud de onda corta. Este "ímite se reduce a" aumentar "a energíade" estímu"o, "o que incrementa e" n/mero y "a energía de "os fotones emitidos. E" estímu"otambi%n puede tener energía suficiente para ecitar un e"ectrón de un nive" inferior deenergía y pasar"o a un nive" superior. E" e"ectrón ecitado no es estab"e y , a fin de restaurar e" equi"ibrio, e" nive" inferior no ocupado se ""ena con e"ectrones provenientes de un nive"superior. Este es e" proceso que emite un espectro característico de rayos , que es diferente para cada tipo de átomo.

) uminiscencia ) 3nteracciones de "as capas eteriores de e"ectrones. a "uminiscencia es "aconversión de radiaciones y otras formas de energía en "u& visib"e. -curre cuando unaradiación incidente ecita e"ectrones de "a banda de va"encia, para pasar a trav%s de "a brecha de energía y haci%ndo"os ""egar fina"mente a "a banda de conducción. Estose"ectrones ecitados se quedan brevemente en nive"es superiores de energía, y cuandoregresan a "a banda de va"encia emiten fotones. i "a "ongitud de onda de estos fotones estádentro de "a parte de" espectro que es visib"e a" ojo humano, aparecerá "a "uminiscencia.

) (iodos emisores de "u& ) E"ectro"uminiscencia. os diodos emisores de "u& >E(? se basan en "a ap"icación de un vo"taje eterno, que causa transiciones e"ectrónicas ye"ectro"uminiscencia. Estos dispositivos de unión p-n están dise2ados de forma que E g estedentro de nuestro espectro de "u& visib"e. $n vo"taje ap"icado a" diodo en dirección de po"ari&ación directa hace que en "a unión se recombinen huecos y e"ectrones, "o que ob"igaa estos a emitir fotones.

) áser ) Amp"ificación de "a "uminiscencia. E" "áser >sig"as en ing"%s de "ight amp"ification by stimu"ated emisión of radiation, o amp"ificación de "a "u& mediante emisión estimu"adade radiación?, es una ap"icación especia" de "a "uminiscencia. A" ca"entarse un materia", "ose"ectrones sa"tan de "a banda de va"encia hacia "a banda de conducción, dejando atrásKhuecosK en "a banda de va"encia. !uando un e"ectrón vue"ve a "a banda de va"enciarecombinándose con un hueco, se produce un fotón, con energía y "ongitud de ondaequiva"entes a "a brecha de energía. Este fotón estimu"a otro e"ectrón, para que baje de "a banda de conducción hacia "a banda de va"encia, creando un segundo fotón con "ongitud deonda y frecuencia id%nticas y en fase con e" primer fotón. Así, "os fotones emitidos en e"materia" se amp"ifican. e"eccionando cuidadosamente e" estimu"ante y e" materia", podemos hacer que "a "ongitud de onda de "os fotones caiga dentro de nuestro espectro de"u& visib"e. a sa"ida de" "áser es un ha& de fotones para"e"os y coherentes, de una misma"ongitud de onda. En un ha& coherente, "a natura"e&a ondu"atoria de "os fotones está en fase, por "o que no ocurren interferencias destructivas. os rayos "áser son /ti"es en tratamientot%rmico y fusión de meta"es, en so"dadura, cirugía, cartografía, en "a transmisión y procesamiento de información y otras ap"icaciones.


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) Emisión t%rmica. A" ca"entarse un materia", "os e"ectrones se ecitan t%rmicamente hasta""egar a nive"es energ%ticos superiores, particu"armente en "os nive"es superiores de energía,donde "os e"ectrones están d%bi"mente unidos a" n/c"eo. (e inmediato estos regresan a susnive"es norma"es, "iberando fotones. !onforme se incrementa "a temperatura, "a agitaciónt%rmica aumenta y tambi%n "a máima energía de "os fotones emitidos. e emite un espectro

continuo de radiación, con una "ongitud de onda mínima y una distribución de intensidaddependientes de "a temperatura. A"gunos de "os fotones pueden tener "ongitudes de ondadentro de nuestro espectro visib"e, por "o que e" co"or de" materia" cambiará con "atemperatura. A temperaturas bajas, "a "ongitud de onda de "a radiación es demasiado "arga para ser vista. !onforme "a temperatura asciende, "os fotones emitidos son de "ongitudesmás cortas. A "os L66 B ! comien&a a verse un tinte roji&o y de esta temperatura enade"ante, se producen todas "as "ongitudes de onda visib"es, hasta que es espectro emitido esuna "u& b"anca. #idiendo con un pirómetro "a intensidad de una banda estrecha de "as"ongitudes de onda emitidas, se puede estimar "a temperatura de" materia".

!on esto fina"i&amos "o referente a "as propiedades de "os materia"es.

En "a próima entrega nos dedicaremos a "a c"asificación genera" de "os materia"es ycomen&aremos a estudiar "o referente a" grupo de "os meta"es.

*" Clasi+icaci, de los !ateriales" Metales I

A partir de este capítu"o empe&aremos a estudiar "as características de cada uno de "osgrupos de materia"es.

os materia"es se c"asifican genera"mente en cinco grupos' meta"es, cerámicos, po"ímeros,semiconductores y materia"es compuestos. os materia"es de cada uno de estos grupos

poseen estructuras y propiedades distintas.Metales" *ienen como característica una buena conductividad e"%ctrica y t%rmica, a"taresistencia, rigide&, ducti"idad. on particu"armente /ti"es en ap"icaciones estructura"es ode carga. as a"eaciones >combinaciones de meta"es? conceden a"guna propiedad particu"armente deseab"e en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Cerá!icos" *ienen baja conductividad e"%ctrica y t%rmica y son usados a menudo comoais"antes. on fuertes y duros, aunque frági"es y quebradi&os. Muevas t%cnicas de procesosconsiguen que "os cerámicos sean "o suficientemente resistentes a "a fractura para que

puedan ser uti"i&ados en ap"icaciones de carga. (entro de este grupo de materia"es seencuentran' e" "adri""o, e" vidrio, "a porce"ana, "os refractarios y "os abrasivos.

Polí!eros" on grandes estructuras mo"ecu"ares creadas a partir de mo"%cu"as orgánicas.*ienen baja conductividad e"%ctrica y t%rmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso atemperaturas e"evadas. os po"ímeros termop"ásticos, en "os que "as cadenas mo"ecu"aresno están conectadas de manera rígida, tienen buena ductibi"idad y conformabi"idad1 encambio, "os po"ímeros termoestab"es son más resistentes, a pesar de que sus cadenas


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mo"ecu"ares fuertemente en"a&adas "os hacen más frági"es. *ienen m/"tip"es ap"icaciones,entre e""as en dispositivos e"ectrónicos.

Se!icoductores" u conductividad e"%ctrica puede contro"arse para su uso en dispositivose"ectrónicos. on muy frági"es.

Materiales co!puestos" !omo su nombre "o indica, están formados a partir de dos o másmateria"es de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de"os materia"es de forma individua".

Ahora, comencemos con e" grupo de "os meta"es.

(e "os e"ementos que figuran en "a tab"a periódica, a"rededor de N6 pueden ser c"asificadoscomo meta"es. *odos e""os tienen en com/n que sus e"ectrones más eternos en un átomoneutro son cedidos fáci"mente. Esta característica es "a causa de su conductividad, tantoe"%ctrica como t%rmica, de su bri""o y ma"eabi"idad.

E" uso de meta"es puros es "imitado, pues son b"andos o tienden a corroerse. in embargo,to"eran un considerab"e cantidad de e"ementos en estado só"ido o "íquido. Así, "a mayor parte de "os materia"es metá"icos com/nmente usados son me&c"as de dos o más meta"ese"ementa"es. Es posib"e rea"i&ar estas me&c"as de varias maneras, pero casi siempre seobtienen por "a unión de meta"es por arriba de su punto de fusión. Esa me&c"a só"ida demeta"es o meta"oides se denomina a"eación.

E" 3nstituto de" Oierro y de" Acero c"asifica "os productos meta"/rgicos en "as siguientesc"ases'F A"eaciones f%rreas

A"eaciones "igeras! A"eaciones de cobreP A"eaciones varias

!ada c"ase contiene series de materia"es caracteri&ados por una ap"icación com/n1 a su ve&,cada serie se divide en grupos de materia"es con características afines y específicas. e"grupo esta compuesto por individuos que indican un tipo definido de" materia" considerado.Así, "a identificación de un producto determinado depende de "a indicación'

!"ase) erie) Irupo) 3ndividuo

Ejemp"o' F)R5L donde'F < A"eación f%rrea

R < Acero para herramientas5 < Irupo de aceros de carbono

L < !omposición

Aleacioes 3$rreas.


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on "as sustancias f%rreas que han sufrido un proceso meta"/rgico. *ambi%n ""amados productos sider/rgicos, pueden c"asificarse en' Oierro. Aceros. Fundiciones.Ferroa"eaciones. A"eaciones f%rreas especia"es. !ong"omerados f%rreos.

(e todos estos productos sider/rgicos, son "os aceros y fundiciones "os emp"eados por

ece"encia en "a fabricación mecánica y ya en menor proporción, "os cong"omerados nof%rreos. (e estos /"timos hab"aremos de forma más amp"ia en capítu"os posteriores.

4ierro"

Mombre de un e"emento químico, b"anco)gris, peso especifíco L.NR, punto de fusión 5R46 B!, peso atómico RR.N, Mo. Atómico @7, inso"ub"e, punto de ebu""ición @R6B !, magn%ticohasta "os LL6B !, resistencia a "a tracción @R Sg Dmm@.

*ambi%n ap"ica a "os hierros industria"es que son productos sider/rgicos de "os que,so"amente con carácter de impure&as pueden formar parte otros e"ementos.

E" hierro puro carece de una gran variedad de usos industria"es debido a sus bajascaracterísticas mecánicas y "a dificu"tad de su obtención. Encuentra ap"icaciones en "aindustria e"%ctrica dadas sus cua"idades de permeabi"idad magn%tica.

" Clasi+icaci, de los !ateriales" Metales II-Aceros

!ontinuando con "os meta"es, este capítu"o esta enteramente dedicado a" siguientesubgrupo de "a "ista de a"eaciones f%rreas, "os aceros, debido a que actua"mente tienen un"ugar preponderante entre "os materia"es metá"icos.

Acero"

Es una a"eación de hierro y carbono, que puede contener otros e"ementos, en "a que e"contenido de carbono osci"a entre 6.5 a 5.L T, no rebasa e" "ímite de su saturación a"so"idificar quedando todo %" en so"ución só"ida.

E" carbono es e" e"emento principa" que modifica "as características mecánicas de" acero,cuanto mayor es e" porcentaje de carbono mayores serán "a resistencia y "a dure&a de" acero, pero tambi%n será más frági" y menos d/cti".

Clasi+icaci, de los aceros.

E" 3nstituto de" Oierro y de" Acero c"asifica "os aceros en "as siguientes series'

F)566 Aceros finos de construcción genera".

F)@66 Aceros para usos especia"es.

F)466 Aceros resistentes a "a corrosión y oidación.


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F)66 Aceros para emergencia.

F)R66 Aceros para herramientas.

F)766 Aceros comunes.

!ada una de estas series de subdivide en grupos, obteniendo'

Irupo F)556 Aceros a" carbono.

Irupo F)5@6 Aceros a"eados de gran resistencia.

Irupo F)546 K K

Irupo F)56 Aceros a"eados de gran e"asticidad.

Irupo F)5R6 Aceros para cementar.Irupo F)576 K K

Irupo F)5L6 Aceros para nitrurar.

Irupo F)@56 Aceros de fáci" mecani&ado.

Irupo F)@@6 Aceros de fáci" so"dadura.

Irupo F)@46 Aceros con propiedades magn%ticas.

Irupo F)@6 Aceros de a"ta y baja di"atación

Irupo F)@R6 Aceros de resistencia a "a f"uencia.

Irupo F)56 Aceros de a"ta resistencia.

Irupo F)@6 K K

Irupo F)46 Aceros para cementar.

Irupo F)R56 Aceros a" carbono para herramientas.Irupo F)R@6 Aceros a"eados.

Irupo F)R46 K K

Irupo F)R6 K K


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Irupo F)RR6 Aceros rápidos.

Irupo F)756 Aceros 8essemer.

Irupo F)7@6 Aceros iemens.

Irupo F)746 Aceros para usos particu"ares.

Irupo F)76 K K

Formas comercia"es de" acero.

E" acero que se emp"ea para "a construcción mecánica y metá"ica tiene tres formas usua"es' barras, perfi"es y pa"astros.

8arras. e obtienen en "aminación y trefi"ado en hi"eras pudiendo obtener secciones de "as

siguientes formas'+"etinas. !uando e" espesor es igua" o menor de "a d%cima parte de" ancho de "a sección.!uando e" espesor es más de"gado, se ""aman f"ejes.

#edia ca2a o pasamanos.

*riángu"o

!uadrado

Oeágono y 5@6 mm. E" acero du"ce con d U R y grandes0edondo

+erfi"es. e obtienen por "aminación, siendo su "ongitud de a 5@ m. "os más corrientesson'

(ob"e * $ti"i&adas como vigas "as hay hasta de 766 mm de a"tura.

$ Forma vigas compuestas. Oasta 466mm de a"tura

Veta (e dimensiones comprendidas entre 46 a @66 mm*ubo Que puede ser de sección cuadrada, circu"ar, etc.

Aceros' composición química.

En e" acero, además de hierro y carbono como e"ementos fundamenta"es, intervienene"ementos accidenta"es, entre e""os e" a&ufre y e" fósforo, que dada su afinidad con e" acero,


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son difíci"es de e"iminar, no obstante se reducen a proporciones inofensivas >W 6.6R T?1otros e"ementos faci"itan "a obtención, como e" si"icio y e" manganeso que adicionados en peque2as proporciones >6.@ a 6. T? evitan "a oidación de" meta" fundido, e" resto >L.R a.RT? es hierro. os aceros con esta composición se ""aman aceros a" carbono.

Atendiendo a" porcentaje de contenido en carbono, estos aceros sue"en denominarse comose indica en e" siguiente cuadro'

+orcentaje de !arbono (enominación 0esistencia

6.5 a 6.@ Aceros etrasuaves 4N ) N Sg D mm@

6.@ a 6.4 Aceros suaves N ) RR Sg D mm@

6.4 a 6. Aceros semisuaves RR ) 7@ Sg D mm@

6. a 6.R Aceros semiduros 7@ ) L6 Sg D mm@

6.R a 6.7 Aceros duros L6 ) LR Sg D mm@

6.7 a 6.L Aceros etraduros LR ) N6 Sg D mm@

Aceros a"eados y especia"es.

Además de "os e"ementos de "os aceros a" carbono, tienen adicionados e"ementos como'cromo, níque", mo"ibdeno, tungsteno, vanadio, etc., "a adición de ta"es e"ementos modificao mejora "as propiedades de" acero. os efectos que proporciona cada uno de "os e"ementosson "os siguientes'

A5u+re.

e encuentra en "os aceros como impure&a, se to"eran porcentajes hasta un 6.6R T, enca"iente produce una gran fragi"idad de" acero, sus efectos perjudicia"es puedenneutra"i&arse en parte con "a adición de" manganeso, que se combina con %" formandosu"furo de manganeso. A veces se adiciona en proporciones de 6.5 a 6.4 T con uncontenido mínimo de manganeso de 6.7 T, dando "ugar a aceros ""amados de fáci"mecani&ación, que tienen menor resistencia, pero pueden ser trabajados con ve"ocidades decorte dob"e que un acero corriente.

Co6alto.

e usa en "os aceros rápidos para herramientas, aumenta "a dure&a de "a herramienta enca"iente. e uti"i&a para aceros refractarios. Aumenta "as propiedades magn%ticas de "osaceros.


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Cro!o.

Forma carburos muy duros y comunica a" mayor dure&a, resistencia y tenacidad a cua"quier temperatura. o"o o a"eado con otros e"ementos, proporciona a "os aceros características deinoidab"es y refractarios.

Ma&aeso.

e uti"i&a fundamenta"mente como desoidante y desu"furante de "os aceros.

Moli6deo.

Gunto con e" carbono es e" e"emento más efica& para endurecer e" acero. Evita "a fragi"idad.

Ní7uel.

Aumenta "a resistencia de "os aceros, aumenta "a temp"abi"idad proporciona una granresistencia a "a corrosión.

Plo!o.

E" p"omo no se combina con e" acero, se encuentra en %" en forma de peque2ísimosg"óbu"os, como si estuviese emu"sionado, "o que favorece "a fáci" mecani&ación por arranque de viruta, >torneado, cepi""ado, ta"adrado, etc.? ya que e" p"omo es un buen"ubricante de corte, e" porcentaje osci"a entre 6.5R y 6.46 T debiendo "imitarse e" contenidode carbono a va"ores inferiores a" 6.R T debido a que dificu"ta e" temp"ado y disminuye "atenacidad en ca"iente.

Silicio.

e emp"ea como desoidante en "a obtención de "os aceros, además "es proporcionae"asticidad. i "a proporción es e"evada >5 a RT? "os aceros tienen buenas característicasmagn%ticas.

Tu&steo.

Forma con e" hierro carburos muy comp"ejos estab"es y durísimos, soportando bien a"tastemperaturas. En porcentajes de" 5 a" 5N T, proporciona aceros rápidos con "os que es

posib"e trip"icar "a ve"ocidad de corte de "oa aceros a" carbono para herramientas.2aadio.

+osee una en%rgica acción desoidante y forma carburos comp"ejos con e" hierro, que proporcionan a" acero una buena resistencia a "a fatiga, tracción y poder cortante en "osaceros para herramientas.


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*oda esta información es só"o "a punta de" iceberg respecto a "os aceros, sin embargo esmás que suficiente materia" de estudio para un capítu"o. En "a próima entrega, tendremos"o correspondiente a fundiciones, ferroa"eaciones, a"eaciones f%rreas especia"es ycong"omerados f%rreos.

8" Clasi+icaci, de los !ateriales" Metales III

Ahora, vamos comp"etar nuestro estudio de "os materia"es metá"icos f%rricos con "os/"timos cuatro grupos.

3udici,.

Es una a"eación de hierro y de carbono, pudiendo contener otros e"ementos , estando e"carbono en una proporción superior a" 5. L7 T >genera"mente de @ a R T?, va"or queconstituye e" "ímite de saturación en "a so"idificación , formándose en ta" momento "osconstituyentes de carburo de hierro y grafito "ibre además de" hierro.

!"asificación de "as fundiciones.

as características de una fundición no só"o dependen de su composición química, sinotambi%n de" proceso de e"aboración, ambas cosas determinan "a forma de presentarse e"

carbono >combinado, en forma de grafito "aminar, esferoida", etc.?

e distinguen dos grandes grupos de fundiciones' ordinarias, constituidas por hierro,carbono y peque2as impure&as y "as especia"es que además de "o anterior, contienen uno ovarios e"ementos que modifican sus características.

as fundiciones ordinarias se pueden c"asificar por e" aspecto de su fractura distingui%ndose"as cuatro siguientes'

X Fundiciones negras

X Fundiciones grises

X Fundiciones b"ancas

X Fundiciones atruchadas

Fundiciones negras son aque""as que presentan facetas negras bri""antes, muy desarro""adas,formadas por crista"es de grafito, su grano grueso.


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as fundiciones grises tienen un aspecto co"or gris bri""ante con grano fino. Estasfundiciones contienen e" carbono en estado grafítico repartido en finas "aminas por entre "amasa de hierro. a fundición gris se emp"ea para ,"a mayoría de "as pie&as mecánicas quehan de servir de soporte o de a"ojamiento de "os mecanismos.

En "as fundiciones b"ancas, e" carbono esta comp"etamente combinado con e" hierro,formando carburo de hierro >cementita? que es un constituyente muy duro, pero frági".

Fundiciones atruchadas, son intermedias entre "a b"anca y "a gris, poseen propiedadesintermedias entre ambas fundiciones y su fractura presenta ambos co"ores característicos.

as fundiciones no permiten operaciones de forja.

a c"asificación estab"ecida por e" 3nstituto de" Oierro y e" Acero de "as fundicionesuti"i&adas en a" construcción mecánica es "a siguiente'erie F)N66 Fundiciones.

Irupo F)N56 Fundiciones grises.Irupo F)N46 Fundiciones ma"eab"es.Irupo F)N6 Fundiciones ma"eab"es per"íticas.Irupo F)N76 Fundiciones nodu"ares.Irupo F)NL6 Fundiciones especia"es.

3udici, !alea6le

Es "a obtenida a partir de una fundición b"anca mediante e" adecuado tratamiento t%rmico,adquiriendo una aceptab"e ma"eabi"idad.

3udicioes odulares En estas fundiciones e" grafito so"idifica en forma de peque2as esferas, gracias a "a adiciónde e"ementos ta"es como e" cerio y e" magnesio, con "o cua" aumenta considerab"emente suresistencia a "a tracción.

3udicioes especiales.

on fundiciones especia"es a"eadas con otros e"ementos ta"es como #n, !r, #o, Mi, !u,etc. ogrando propiedades determinadas' a"ta resistencia a "a tracción, a" desgaste, a "asa"tas temperaturas, a "a corrosión, etc.

3erroaleacioes

on productos sider/rgicos que, sin tener necesariamente un marcado carácter metá"ico,contiene además de" hierro uno o varios e"ementos >meta"es o meta"oides? que "oscaracteri&an.


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as ferroa"eaciones encuentran su emp"eo en "a meta"urgia para "a fabricación de aceros quehan de responder a ciertas condiciones, así'

Ferromanganesos que se uti"i&an en "a obtención de aceros a" manganeso

Ferrocromos que se emp"ean en "a obtención de aceros a" cromoFerrosi"icios uti"i&ados en "a obtención de aceros a" si"icio.

Ferrotungstenos sirven para "a obtención de aceros rápidos para herramientas y aceros paraimanes.

Ferrovanadios y ferromo"ibdenos que se emp"ean para "a fabricación de aceros a" vanadio ya" mo"ibdeno, respectivamente, etc.

Aleacioes 3$rreas especiales.

on "as que no pertenecen a ninguno de "os grupos anteriores, pero contienen hierro comometa" base.

Co&lo!erados +$rreos

on "os productos obtenidos para "a unión entre sí, de partícu"as de sustancias f%rreas conta" coherencia que resu"te una masa compacta.

A partir de "a siguiente entrega comen&aremos a estudiar "o referente a materia"es metá"icosno f%rricos.

/" Clasi+icaci, de los Materiales" Metales o +$rricos

8ueno, ya que hemos terminado de ver "as genera"idades de "os materia"esm%ta"icos f%rricos, a/n nos queda saber "o concerniente a aque""os materia"es que no tienenre"ación con e" hierro.

Alu!iio

Es un meta" de co"or b"anco p"ateado, siendo su principa" característica su "igere&a que "ohace muy /ti" en variadas ap"icaciones. Es d/cti" y ma"eab"e, buen conductor de "a

e"ectricidad y de" ca"or. *iene un peso específico de @.L Sg D dm4 y funde a "os 77L B!. uresistencia a "a tracción es de unos 56 Sg D mm@ si es fundido o recocido, va"or que sedup"ica si esta "aminado en frío >agrio?1 esta resistencia decrece rápidamente si aumenta "atemperatura, así' a 466 B ! su resistencia disminuye a un tercio y a R66 B ! a un d%cimo desu va"or en frío.


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e distinguen dos c"ases de a"uminio' puro >.NN T de A"? y t%cnico > T N T... de A"?.E" primero se emp"ea ecepciona"mente, mientras que e" a"uminio t%cnico encuentra mayor campo de ap"icaciones.

A"eaciones de a"uminio.

as propiedades mecánicas de" a"uminio mejoran considerab"emente si se a"ea con otrosmeta"es, ta"es como e" cobre, magnesio, si"icio, &inc, p"omo, etc. En "a norma $ME 4N.665se estab"ece "a siguiente c"asificación'

erie )@66. A"eaciones "igeras de A" para mo"deo.

erie )466. A"eaciones "igeras de A" para forja.

erie )66. A"eaciones "igeras de A" de a"ta fusión.

Co6re

Este meta" puede encontrarse en estado nativo en "a natura"e&a, principa"mente formandocompuestos minera"es' pirita de cobre, cobre oidado, etc. u obtención a partir de estosminera"es es posib"e a trav%s de tres procedimientos'

X 0educiendo e" óido de cobre en hornos apropiados, teniendo como producto e" cobremeta"/rgico.

X +or medio de" tratamiento con diso"ventes adecuados, "o que da un cobre muy impuro a"que hay que refinar.

X +or vía e"ectro"ítica, con "o que se obtiene un cobre muy puro.

eg/n su pure&a, "as características de" cobre varían, manteni%ndose dentro de "ossiguientes "ímites') (ensidad N.N)N.) +unto de fusión 5,6R7 B ! ) 5,6N4B !) 0esistencia a "a tracción @6 R Sg. D mm@

ó"o se oida superficia"mente y su co"or roji&o se vue"ve verdoso.E" cobre es muy ma"eab"e pudiendo "aminarse en hojas hasta de 6.6@ mm de espesor,tambi%n permite estirar"o en hi"os finísimos. us principa"es ap"icaciones son' fabricaciónde hi"os, cab"es, "áminas, en insta"aciones e"%ctricas, en "a construcción de recipientes y/ti"es diversos, además de en "a fabricación de m/"tip"es a"eaciones.

(enominación


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a serie que denomina a "os cobres es "a !)566, siendo "os respectivos grupos "ossiguientes'Irupo !)566 !obres afinados.Irupo !)546 !obres eentos de oígeno.Irupo !)56 !obres desoidados.

A"gunas de "as a"eaciones de cobre más conocidas son e" bronce, que es "a a"eación decobre con esta2o y e" "atón que es una a"eación de cobre y &inc.

9ic

#eta" de co"or b"anco a&u"ado, de aspecto bri""ante en e" corte reciente que pronto seempa2a a" contacto con e" aire, formándose una capa de superficia" de hidrocarbonatocíncico de aspecto mate, pero que servirá de protección a" resto de "a masa contra unaa"teración más profunda.

u peso específico es de" orden de L.5 Sg. D dm4, su temperatura de fusión 5 B !. A bajas temperaturas e inc"uso a temperatura ambiente e" &inc com/n es bastante frági"., peroentre "os 566 a 5N6 B ! es muy ma"eab"e, haciendo posib"e conformar pie&as a prensainc"uso de perfi"es comp"icados, por encima de "os @6R B ! vue"ve a ser frági". aresistencia de "a tracción de "os productos "aminados osci"a entre 5 a @R Sg. D mm @ seg/nse encuentren recocidos o agrios. Es poco tena&. E" aspecto de su fractura es crista"inogrueso.

E" &inc es atacado y disue"to en poco tiempo por "os ácidos fuertes y tambi%n por "os á"ca"ishirvientes.

Ap"icacionesEste meta" tiene hoy numerosas ap"icaciones industria"es, so"o o a"eado, por ejemp"o, cone" cobre para formar "atón o con peque2as proporciones de a"uminio >5 T?, cobre >5 T? ya/n menor cantidad de manganeso para obtener "a a"eación para fundir denominadaVA#AS. Además, es usado para recubrir y proteger contra e" óido "a chapa de hierro>meta"i&ado y ga"vani&ado?

A"gunas de "as formas comercia"es de" &inc sin a"ear son' chapa, tubo y a"ambre, queencuentran ap"icaciones en bajadas de agua, cana"ones, depósitos diversos,e"ectrodom%sticos, etc.

Esta:o

#eta" mucho menos denso que e" p"omo, pero más que e" &inc, es d/cti" y bri""ante, deco"or b"anco p"ata. u estructura es crista"ina, cuando se dob"a en vari""as se oye un crujidoespecia", ""amado grito de esta2o.


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*iene un peso específico de L.@ Sg. D dm4, siendo su temperatura de fusión @@4B !. Atemperaturas inferiores a "os 5N B, e" esta2o se vue"ve pu"vuru"ento, y constituye "a variedada"otrópica denominada esta2o gris de peso específico R.N Sg D dm4, comien&a "atransformación por uno o varios puntos y se propaga poco a poco a toda "a pie&a, "o cua" seconoce como "epra, peste o enfermedad de" esta2o.

E" esta2o es muy ma"eab"e, pudiendo ser "aminado en hojas de pape" de esta2o de a"gunasmi"%simas de mi"ímetro de espesor. Mo se a"tera en frío a" aire seco o h/medo, es atacado por "os ácidos y por "as bases, por "o que hay que evitar e" tras"ado de estos productos enrecipientes esta2ados de hoja"ata.

Ap"icaciones

E" esta2o se puede emp"ear puro en forma de pape" para "a envo"tura y conservación de productos a"imenticios, tambi%n se emp"ea en "a industria e"%ctrica para hacer "áminas decondensadores. Asimismo se uti"i&a para proteger contra e" óido "a chapa de hierro

>hoja"ata? con que se construyen recipientes y "atería para envase de productos.-tro aspecto de "as ap"icaciones de" esta2o es su a"eación con otros meta"es, principa"mentecon cobre >en bronces?, con p"omo para obtener a"eaciones de so"dadura b"anda y conantimonio y cobre o antimonio y p"omo para formar materia"es antifricción uti"i&ados encojinetes.

Plo!o

#eta" gris a&u"ado, pesado, d/cti", ma"eab"e, b"ando, muy fusib"e, en contacto con e" aire setoma y empa2a con faci"idad, "os compuestos son muy venenosos.

*iene un peso específico de 55.4R Sg. D dm4 funde a 4@L. B ! y su resistencia a tracciónosci"a entre 5.R a @ Sg. D mm@. 0eci%n cortado presenta un bri""o metá"ico y su estructura esfibrosa. A pesar de que resiste bien e" O!" y e" O@-, e" OM-4, "os ha"ógenos y e" vapor de a&ufre "o atacan.

Ap"icaciones

E" esta2o puro se uti"i&a en p"anchas, emp"eadas en cubiertas1 en recipientes resistentes aciertos reactivos ácidos1 como e"emento impermeab"e a "a radiación1 en p"acas de baterías yacumu"adores1 como tubos para conducción de agua1 en forma de a"ambres, fusib"es, perdigones, postas, etc.

!omo e"emento de a"eación participa en "a fabricación de aceros a" p"omo, so"daduras b"andas, meta"es antifricción además de bronces y "atones especia"es. *ambi%n encuentraap"icaciones en forma de óidos, para "a obtención de pinturas de protección anticorrosiva.

Ma&esio


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#eta" de co"or y bri""o semejantes a "os de "a p"ata, es ma"eab"e, poco tena& y "igero comoe" a"uminio.

*iene un peso específico de 5.L Sg D dm4 y su punto de fusión es de 7R6 B !. En estado"íquido o en po"vo es muy inf"amab"e. Es ina"terab"e en aire seco, pero es poco resistente a

"a corrosión en atmósferas h/medas.Ap"icaciones

ue"e uti"i&arse en "a industria mecánica en forma de a"eaciones eistiendo a"eaciones demagnesio para forja, compuestas por magnesio y un 5 o @ T de manganeso >#agman&? ocompuesta por N o T de a"uminio de un 5 T de &inc y un 6.@ T de manganeso y e" restode magnesio >maga"?, esta /"tima tiene mayor resistencia a "a tracción que "a primera, perotiene e" inconveniente de no ser so"dab"e.

as a"eaciones de magnesio debido a su "igere&a > nunca sobrepasan 5.N Sg.Ddm4? son muy

uti"i&adas en "a industria aeronáutica.

10" Dia&ra!as de +ase co!porta!ieto ,ptico de los !etales"

En este breve capítu"o trataremos "os puntos básicos acerca de "os diagramas de fases.

(iagramas de fase e interpretación.

$n sistema de a"eaciones es "a unión de dos o más meta"es en todas sus combinaciones posib"es, es decir, considerando todas "as concentraciones posib"es de" meta" A con e" meta"8.

$n diagrama de fase es un esquema que muestra "as fases y sus composiciones en cadatemperatura y composición de "a a"eación. !uando en "a a"eación só"o están presentes dose"ementos se puede e"aborar un diagrama de fases binario.

!ada fase tiene una composición epresada en porcentajes de cada uno de "os e"ementos,epresado en peso.

a curva superior en e" diagrama es "a temperatura de "iquidus para "as distintas a"eaciones.Esto significa que "a a"eación debe ca"entarse por encima de "a temperatura acotada por "iquidus para hacer"a comp"etamente "íquida y que empe&ará a so"idificarse cuando se "a

enfríe hasta "a temperatura marcada por "iquidus.a temperatura de so"idus es genera"mente "a curva inferior. $na a"eación no estarátota"mente só"ida sino hasta que se enfríe por debajo de "a temperatur de so"idus.

a diferencia de temperatura entre "iquidus y so"idus se denomina rango de so"idificación .(entro de este rango coeistirán dos fases' una "íquida y otra só"ida.


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E" diagrama de fases es muy /ti" cuando se desea saber que fases están presentes a ciertatemperatura, en e" momento de dise2ar un proceso de fabricación para un productometá"ico.

Parias combinaciones de dos e"ementos producen diagramas de fase comp"ejos que

contienen reacciones que imp"ican tres fases independientes. Eisten cinco reacciones detres fases de mayor importancia en "os diagramas binarios y son' eut%ctica, perit%ctica,monot%ctica, eutectoide y peritectoide.

as reacciones eut%ctica, perit%ctica y monot%ctica forman parte de" proceso deso"idificación. as a"eaciones que se uti"i&an para fundición o so"dadura aprovechan e" bajo punto de fusión de "a reacción eut%ctica. E" diagrama de fases de "a a"eaciones monot%cticastiene un domo ""amado &ona de miscibi"idad, en donde coeisten dos fases "íquidas.. asreacciones perit%cticas conducen a "a so"idificación fuera de equi"ibrio y a "a segregación.

as reacciones eutectoide y peritectoide son ec"usivas de" estado só"ido. a reacción

eutectoide forma "a base de" tratamiento t%rmico de varios sistemas de a"eaciones,inc"uyendo e" acero. a reacción peritectoide es etremadamente "enta y produceindeseab"es estructuras fuera de equi"ibrio.

A"eaciones e/tecticas

$n sistema eut%ctico es aque" en e" cua" cierta combinación de "os componentes presentacomp"eta so"ubi"idad en estado "íquido, pero so"ubi"idad só"ida "imitada, "o que significaque cuando una a"eación eut%ctica so"idifica, "os átomos de "os meta"es componentes sesegregan para formar regiones de "os meta"es origina"es casi puros.

as a"eaciones eut%cticas son frági"es por que "a presencia de "as fases inso"ub"es inhibe e"des"i&amiento. a resistencia y a veces "a dure&a de estas a"eaciones ""egan a sobrepasar "asde "os meta"es componentes, debido a "a estructura compuesta de "a a"eación.

Aparte, se denomina a"eaciones hipoeut%cticas a aque""as que cuya composición es menor que "a correspondiente a "as eut%cticas , así como aque""as cuyo contenido es mayor son""amadas hipereut%cticas.

!omportamiento ;ptico de "os meta"es.

E" fenómeno de emisión conocido como "uminiscencia no ocurre en "os meta"es. ose"ectrones simp"emente son ecitados para pasar a nive"es superiores de energía de "a bandade va"encia no tota"mente ocupada y, cuando e" e"ectrón ecitado regresa a" nive" inferior deenergía, e" fotón producido tiene una energía muy peque2a y una "ongitud de onda superior a "a de nuestro espectro de "u& visib"e.

En cuanto a ref"ectividad, en "os meta"es es típicamente de" orden de 6. a 6.R. Esta a"taref"ectividad es una de "as ra&ones por "as cua"es son opacos, es decir, que no transiten "a"u&.


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En "os meta"es, e" coeficiente de absorción tiende a ser grande, particu"armente en e"espectro de "u& visib"e. (ado que en "os meta"es no hay brecha de energía, cua"quier fotóntienen "a potencia suficiente como para ecitar un e"ectrón para ocupar un nive" superior deenergía, absorbiendo "a de" fotón ecitado.

Este capítu"o es muy corto comparado con "os anteriores. +or favor, repasa "o que hemosacerca de "os meta"es, antes de estudiar "a próima entrega, que trata acerca de "osmateria"es cerámicos.

11" Clasi+icaci, de los !ateriales" Cerá!icos

Ahora que hemos dado un vista&o superficia" a "o referente a "os meta"es, haremos "o propiocon "os materia"es cerámicos.

on compuestos químicos o so"uciones comp"ejas, que comprenden fases que contienene"ementos metá"icos y no metá"icos. us en"aces iónicos o cova"entes "es confieren una a"taestabi"idad y son resistentes a "as a"teraciones químicas. A temperaturas e"evadas puedenconducir iónicamente, pero muy poco en comparación con "os meta"es. on genera"menteais"antes. *ienen una amp"ia gama de propiedades mecánicas, sin embargo, su

comportamiento mecánico rea" sue"e ser menos predecib"e que e" de "os meta"es, por eso suuso en ap"icaciones críticas es muy "imitado. os materia"es cerámicos no son tan simp"escomo "os meta"es, sin embargo pueden c"asificarse y estudiarse en función de susestructuras crista"inas.

e ""ama crista"es a "os acomodamientos atómicos repetitivos en "as tres dimensiones. Estarepetición de patrones tridimensiona"es se debe a "a coordinación atómica dentro de"materia", a"gunas veces este patrón contro"a "a forma eterna de" crista". E" acomodamientoatómico interno persiste, aunque "a superficie eterna se a"tere. os acomodamientoscrista"inos pueden tomar uno de siete principa"es patrones de acomodamiento crista"ino.Estos están estrechamente re"acionados con "a forma en "a que se puede dividir e" espacio

en igua"es vo"/menes por superficies p"anas de intersección.

istema Ejes Yngu"os Aia"es

!/bico a5


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*etragona" a5cs?, c/bico de cuerpos centrados >ccc?, y c/bico de carascentradas >ccac?.

) !/bico simp"e. Es hipot%tica para meta"es puros, pero representa un buen punto de partida. Además de "as tres dimensiones aia"es a igua"es y "os ejes en ángu"os rectos, hay posiciones equiva"entes en cada ce"di""a. !ada ce"di""a tiene contornos id%nticos a" centro a"os de todas "as ce"di""as unitarias en e" crista". (e" mismo modo, cua"quier posiciónespecífica es id%ntica en todas "as ce"di""as unitarias.

) !/bico de cuerpos centrados. !ada ce"di""a unitaria tiene un átomo en cada v%rtice de"cubo y otro átomo en e" centro de" cuerpo de" cubo.

) !/bica de caras centradas. Este tipo de estructura se caracteri&a por que en "a esquina de

cada ce"di""a unitaria y en centro de cada cara hay un átomo, pero no hay ninguno en e"centro de" cubo.

) !rista"es Oeagona"es. Eisten dos representaciones de "as ce"di""as unitarias heagona"essimp"es. Este tipo de ce"di""as no tienen posiciones internas que sean equiva"entes a "as posiciones esquina. Además, eisten estructuras heagona"es. !ompactas que secaracteri&an por tener cada átomo en una capa situada eactamente arriba o debajo de "osintersticios entre tres átomos de "as capas adyacentes. Así, cada átomo toca tres átomos decapa bajo un p"ano, seis átomos en su propio p"ano y tres en "a capa superior.

-tros patrones crista"inos' Mo nos etenderemos más en cuanto a otros sistemas de crista"es

y retícu"as espacia"es de otras estructuras crista"inas, por que "os principios soncomparab"es a "os citados previamente.

!omportamiento ;ptico de "os cerámicos.

En ciertos materia"es cerámicos, "a brecha de energía entre "as bandas de va"encia yconducción es ta", que un e"ectrón que pase a trav%s de e""a, producirá fotones dentro de"espectro visib"e de" ojo humano. Esta "uminiscencia se observa como dos efectos distintos'


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f"uorescencia y "a fosforescencia. En "a f"uorescencia, todos "os e"ectrones ecitadosvue"ven a "a banda de va"encia y "os fotones correspondientes son emitidos una fracción desegundo despu%s de haberse e"iminado e" estímu"o. +redomina una "ongitud de onda, quecorresponde a "a brecha de energía E g. os materia"es fosforescentes tienen impure&as queintroducen un nive" donante dentro de "a brecha de energía. os e"ectrones estimu"ados

bajan primero a" nive" de donante y quedan atrapados, por "o que deberán escapar pararegresar a "a capa de va"encia. Esto se traduce en un retardo antes de que "os fotones seanemitidos, porque despu%s de haber e"iminado en estímu"o, "os e"ectrones capturados por e"nive" donante escapan de forma gradua". a intensidad de esta "uminiscencia está dada por'

"n 3D36 < tDt

donde t es e" tiempo de re"ajación, que es una constante conocida de" materia". (espu%s detiempo t posterior a "a e"iminación de "a fuente, "a intensidad de "a "uminiscencia disminuiráde I0 a I . os materia"es fosforescentes son muy importantes en "a operación de "as panta""as de te"evisión.

(ebido a "a natura"e&a tan diversa de este tipo de materia"es, es prácticamente imposib"egenera"i&ar su comportamiento. +or ejemp"o, en cuanto a ref"ectividad, "os vidrios típicosestán próimos a 6.6R, "o que, entre otras ra&ones, ep"ica su transparencia1 mientras que"as porce"anas comunes, sin ser tan ref"ejantes como "os meta"es están por arriba de estedato, y son consideradas opacas.

os cerámicos ais"antes tienen una brecha de energía muy grande entre "as bandas deenergía y de conducción. i "a potencia de "os fotones incidentes es menor a "a brecha deenergía, ning/n e"ectrón ganará "a suficiente como para escapar de "a banda de va"encia y , por tanto, no ocurrirá absorción.

a transparencia en "os vidrios puede verse afectada por dos factores' una peque2a cantidadde porosidad >menos de" 5T de" vo"umen?, puede crear una dispersión ta" de fotones que e"vidrio se vue"ve opaco1 y "os precipitados crista"inos, particu"armente aque""os con uníndice de refracción muy distinto a" materia" de a" matri&, que de igua" forma causandispersión. Así, precipitados o poros más peque2os generan una mayor reducción en "atransmisión de "os fotones.

Así conc"uimos este capítu"o referente a "os cerámicos. En "a próima entregacomen&aremos con e" estudio de "os materia"es po"ímericos. 9Oasta entonces:

1#" Clasi+icaci, de los !ateriales" Polí!eros I!ontinuando con e" tema de "as c"asificaciones, "es presento "a primera parte de"a información correpondiente a "os materia"es po"im%ricos.

Plásticos


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$na materia es p"ástica, cuando se deforma bajo "a acción de una fuer&a y conserva "aforma adquirida cuando cesa e" esfuer&o. 3ndustria"mente, cuando se hab"a de p"ásticos, setrata principa"mente de materias p"ásticas sint%ticas.

on materia"es cuyo principa" componente es un producto orgánico de peso mo"ecu"ar

e"evado >derivados de" petró"eo, carbón, gas natura", etc.?, que en a"guna etapa de sufabricación han adquirido "a suficiente p"asticidad para dar"es forma y obtener productosindustria"es ta"es como tubos, p"anchas, barras, etc., o pie&as terminadas.

+roductos 3ndustria"es [ Etrusión

+ie&as [ Etrusión, #o"deo por compresión, #o"deo por inyección, *ermoformado,!a"drado, Oi"ado, !o"ado, #o"deo por transferencia, Espumas, #ecani&ado.

Etrusión ' E" materia" ca"iente y f"uido se hace pasar a trav%s de orificios >troque"etruidor? que "e dan "a forma deseada.

#o"deo por compresión' a materia prima p"ástica, en forma de po"vo seco, se introduce ene" mo"de, se "a somete a presión y temperatura e"evada, hasta que e" materia" p"ástico quere""ena e" mo"de se so"idifica. Este proceso es principa"mente uti"i&ado en p"ásticostermoestab"es.

#o"deo por inyección' a materia prima se ca"ienta en un ci"indro de presión que inyecta "aresina fundida, a trav%s de una boqui""a, en a" cavidad de un mo"de provisto de un sistemade refrigeración que so"idifica rápidamente en p"ástico inyectado1 un sistema automáticoepu"sa "a pie&a fuera de" mo"de. Este procedimiento es de uti"idad en e" mo"deo dematerias termop"ásticas.

*ermoformado' as hojas de po"ímero termop"ástico que son ca"entadas hasta ""egar a "aregión p"ástica se pueden conformar sobre un dado para producir diversos productos, ta"escomo cartones para huevo y pane"es decorativos. E" conformado se puede efectuar uti"i&ando dados, vacío y aire a presión.

!a"andrado' !onsiste en verter p"ástico fundido en un juego de rodi""os con una peque2aseparación. os rodi""os, que pudieran estar grabados con a"g/n dibujo, presionan a"materia" y forman una hoja de"gada de" po"ímero, a menudo c"oruro de po"ivini"o.+roductos típicos de este m%todo inc"uyen "osetas de vini"o para piso y cortinas pararegadera.

Oi"ado' e pueden producir fi"amentos, fibras e hi"os mediante e" hi"ado. E" po"ímerotermop"ástico fundido se empuja a trav%s de un dado, que contiene muchas perforaciones peque2as. E" dado, conocido como hi"ador puede girar y producir un hi"ado. En a"gunosmateria"es, como e" ny"on, "a fibra puede ser posteriormente estirada para a"inear "ascadenas a fin de que queden para"e"as a" eje de "a fibra1 este proceso incrementa suresistencia.


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!o"ado' a mayoría de "os po"ímeros se pueden co"ar en mo"des, dejando que seso"idifiquen. os mo"des pueden ser p"acas de vidrio, para producir hojas de p"ásticogruesas, o bandas de acero inoidab"es para co"ado continuo de hojas más de"gadas. $n proceso especia" de co"ado es e" mo"deo centrífugo, en e" cua" e" po"ímero fundido se vacíaen un mo"de que gira sobre dos ejes. a acción centrífuga empuja a" po"ímero contra "as

paredes de" mo"de, produciendo una forma de"gada.#o"deo por transferencia' 0equiere de una cámara dob"e . E" po"ímero en una de "ascámaras es ca"entado a presión. $na ve& fundido se inyecta e n "a cavidad de" dadoadyacente. Este proceso permite que a"gunas de "as ventajas de" mo"deo por inyección seusen con po"ímeros termoestab"es.

Espumas' E" producto fina" es un po"ímero que contiene espacios huecos. +ara "ograr estoe" po"ímero se produce en peque2as bo"itas que contienen un agente espumante, que a" ser ca"entado se descompondrá, generando a"g/n gas. (urante este proceso de preepansión,"as bo"itas aumentan de tama2o R6 veces y se hacen huecas. \A continuación, "as bo"itas

preepandidas se inyectan dentro de un dado, para fundir"as y unir"as a fin de formar productos ecepciona"mente "igeros.

#ecani&ado' #uchos p"ásticos son de fáci" mecani&ación una ve& transformados en productos industria"es, de ahí que se pueda tornear, "imar, ta"adrar, etc.,pudiendo obtener "a pie&a tota"mente mecani&ada. Este procedimiento só"o se uti"i&a si se trata de obtener muy pocas pie&as que no compense e" construir e" mo"de.

(ebido a su versati"idad, "os po"ímeros son muy diversos en cuanto a características y usos.En e" siguiente capítu"o "os estudiaremos más deta""amente.

1%" Clasi+icaci, de los Materiales" Polí!eros II

os p"ásticos sint%ticos de uso más frecuente son'

*ermoestab"es' 0esinas fenó"icas, resinas /ricas, resinas me"amínicas, resinas epoi, de po"i%ster, po"iuretanos.

*ermop"ásticos' +o"iviní"icos, po"iestir%nicos, po"iamidas, po"icarbonatos, po"ieti"%nicos, po"imetacri"atos, po"itetraf"uoreti"enos, e"astómeros.

+"ásticos termoestab"es' Endurecen bajo "a acción de" ca"or presión, y su endurecimiento esirreversib"e por haber sufrido una modificación en su estructura química, a nive" mo"ecu"ar,ya no se pueden remo"dear o ab"andar bajo "a acción de" ca"or y presión. os p"ásticostermoestab"es son comparab"es a "a arci""a, que una ve& endurecida con e" ca"or >cocida?,su forma es definitiva.

) Resias 3e,licas


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e obtienen de "a combinación de" feno" o ácido f%nico con forma"dehído. *ienen o"or característico ácido f%nico perceptib"e inc"uso en "as pie&as obtenidas de e""as, particu"armente si se "as ca"ienta. Estas resinas sue"en uti"i&arse me&c"adas con cargas dere""eno, que mejoran a"gunas de sus características físicas, de acuerdo con "a natura"e&a de"as cargas, osci"ando entre "o siguientes va"ores'

) +eso específico............................................. osci"a entre 5.4 a 5. Sg.Ddm4) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión.................................................

@.R a N. Sg. D mm@

L a @R Sg. D mm@

) !o"or............................................................. oscuro, marrón, negro

) !ombustibi"idad........................................... arde con gran dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. transparente a opaco

) Envejecimiento............................................. oscurece "igeramente

) *emperatura que soporta.............................. 557 B ! a 5LR B !

) Mombres comercia"es................................... 8aque"ita, (urita, 0esiform...

Emp"eo' #ateria" e"%ctrico >mangos de interruptores, c"avijas, carcasas, cajas diversas, etc.?

) Resia Urica

*iene como materia básica "a /rea sint%tica y e" forma"dehído. Mo da ning/n o"or, suscaracterísticas físicas son'

) +eso específico....................................... 5.R Sg. D dm4) 0esistencia *racción............................

) !ompresión...........................................

4.R a Sg. D mm@

5L.R a @7.R Sg. D mm@

) !o"or....................................................... b"anco y co"ores c"aros

) !ombustibi"idad..................................... arde con dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&........................... opa"escente

) Envejecimiento....................................... no tiene


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) *emperatura que soporta........................ 546 B ! a 54N B !

) Mombres comercia"es............................. +o""opas, !e""oda", 0esimine, 0esop"a.

Emp"eo' #ateria" e"%ctrico >interruptores, c"avijas, etc., p"acas ais"antes, artícu"os de cocina,etc. ?

) Resia de !ela!ia

!ompuesta principa"mente de me"amina >obtenida de" carburo de ca"cio y nitrógeno? y e"forma"dehído. Mo tiene o"or. us características físicas son'

) +eso específico............................................. 5.R Sg. D dm4) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión..................................................

4.R a Sg.D mm@

5L.R a 45 Sg. D mm@

) !o"or............................................................. c"aros

) !ombustibi"idad........................................... arde con dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. opa"escente


) *emperatura que soporta.............................. 546 B ! a @56 B !

) Mombres comercia"es................................... Movop"ay, $"trap"as.

Emp"eo' imi"ar a "as resinas /ricas.

) Resias de poli$ster

e derivan de" a"quitrán de hu""a y de" estiro", son inco"oros, aunque se pueden co"orear avo"untad1 se uti"i&a con cargas de fibra de vidrio, proporcionándo"e una considerab"eresistencia. A continuación, sus principa"es características físicas'


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) +eso específico............................................. 5.4 Sg. D dm4) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión..................................................

a Sg. D mm@

a @R Sg. D mm@

) !o"or............................................................. cua"quier co"or

) !ombustibi"idad........................................... arde difíci"mente, autoetingui%ndose

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. transparente a opaco.

) *emperatura que soporta.............................. 5@5 B !

) Mombres comercia"es................................... Fi"ón, ami"u.

Emp"eo' !ascos para embarcaciones, carrocerías de automóvi"es, p"acas transparentes paracubiertas, además se uti"i&an como pinturas muy duras.

) Poliuretaos

on materia"es sint%ticos que proporcionan productos de gran e"asticidad' goma espuma,correas, etc..sEstá formado por un po"i%ster y un derivado de" ben&o". e emp"ea tambi%ncomo pegamento de meta"es y como barni& de gran dure&a.

En "a siguiente entrega, epondr% "o re"ativo a "os termop"ásticos.

1%" Clasi+icaci, de los Materiales" Polí!eros II

os p"ásticos sint%ticos de uso más frecuente son'

*ermoestab"es' 0esinas fenó"icas, resinas /ricas, resinas me"amínicas, resinas epoi, de po"i%ster, po"iuretanos.

*ermop"ásticos' +o"iviní"icos, po"iestir%nicos, po"iamidas, po"icarbonatos, po"ieti"%nicos, po"imetacri"atos, po"itetraf"uoreti"enos, e"astómeros.

+"ásticos termoestab"es' Endurecen bajo "a acción de" ca"or presión, y su endurecimiento esirreversib"e por haber sufrido una modificación en su estructura química, a nive" mo"ecu"ar,ya no se pueden remo"dear o ab"andar bajo "a acción de" ca"or y presión. os p"ásticostermoestab"es son comparab"es a "a arci""a, que una ve& endurecida con e" ca"or >cocida?,su forma es definitiva.


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) Resias 3e,licas

e obtienen de "a combinación de" feno" o ácido f%nico con forma"dehído. *ienen o"or característico ácido f%nico perceptib"e inc"uso en "as pie&as obtenidas de e""as, particu"armente si se "as ca"ienta. Estas resinas sue"en uti"i&arse me&c"adas con cargas de

re""eno, que mejoran a"gunas de sus características físicas, de acuerdo con "a natura"e&a de"as cargas, osci"ando entre "o siguientes va"ores'

) +eso específico............................................. osci"a entre 5.4 a 5. Sg.Ddm4) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión.................................................

@.R a N. Sg. D mm@

L a @R Sg. D mm@

) !o"or............................................................. oscuro, marrón, negro

) !ombustibi"idad........................................... arde con gran dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. transparente a opaco


) *emperatura que soporta.............................. 557 B ! a 5LR B !

) Mombres comercia"es................................... 8aque"ita, (urita, 0esiform...

Emp"eo' #ateria" e"%ctrico >mangos de interruptores, c"avijas, carcasas, cajas diversas, etc.?

) Resia Urica

*iene como materia básica "a /rea sint%tica y e" forma"dehído. Mo da ning/n o"or, suscaracterísticas físicas son'

) +eso específico....................................... 5.R Sg. D dm4) 0esistencia *racción............................

) !ompresión...........................................

4.R a Sg. D mm@

5L.R a @7.R Sg. D mm@

) !o"or....................................................... b"anco y co"ores c"aros

) !ombustibi"idad..................................... arde con dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&........................... -pa"escente


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) Envejecimiento....................................... no tiene

) *emperatura que soporta........................ 546 B ! a 54N B !

) Mombres comercia"es............................. +o""opas, !e""oda", 0esimine, 0esop"a.

Emp"eo' #ateria" e"%ctrico >interruptores, c"avijas, etc., p"acas ais"antes, artícu"os de cocina,etc. ?

) Resia de !ela!ia

!ompuesta principa"mente de me"amina >obtenida de" carburo de ca"cio y nitrógeno? y e"forma"dehído. Mo tiene o"or. us características físicas son'


) !ompresión..................................................

4.R a Sg.D mm@

5L.R a 45 Sg. D mm@

) !o"or............................................................. !"aros

) !ombustibi"idad........................................... arde con dificu"tad

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. -pa"escente


) *emperatura que soporta.............................. 546 B ! a @56 B !

) Mombres comercia"es................................... Movop"ay, $"trap"as.

Emp"eo' imi"ar a "as resinas /ricas.

) Resias de poli$ster

e derivan de" a"quitrán de hu""a y de" estiro", son inco"oros, aunque se pueden co"orear avo"untad1 se uti"i&a con cargas de fibra de vidrio, proporcionándo"e una considerab"eresistencia. A continuación, sus principa"es características físicas'

) +eso específico............................................. 5.4 Sg. D dm4


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) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión..................................................

a Sg. D mm@

a @R Sg. D mm@


) !ombustibi"idad........................................... arde difíci"mente, autoetingui%ndose

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. transparente a opaco.

) *emperatura que soporta.............................. 5@5 B !

) Mombres comercia"es................................... Fi"ón, ami"u.

Emp"eo' !ascos para embarcaciones, carrocerías de automóvi"es, p"acas transparentes paracubiertas, además se uti"i&an como pinturas muy duras.

) Poliuretaos

on materia"es sint%ticos que proporcionan productos de gran e"asticidad' goma espuma,correas, etc..sEstá formado por un po"i%ster y un derivado de" ben&o". e emp"ea tambi%ncomo pegamento de meta"es y como barni& de gran dure&a.

En "a siguiente entrega, epondr% "o re"ativo a "os termop"ásticos.

1'" Clasi+icaci, de los Materiales Polí!eros III

!ontinuando con e" etenso tema de "os materia"es po"im%ricos, ahora conoceremos a "osmiembros de "a fami"ia de "os termop"ásticos.

+"ásticos termop"ásticos' E" ca"or "es da p"asticidad y f"uide&, así se pueden inyectar a presión en un mo"de determinado, adoptando "a forma de" hueco de" mo"de, se pueden"aminar, etc., pero endurecen tan pronto como se enfríen. os termop"ásticos se pueden

remo"dear, por consiguiente pueden aprovecharse "as pie&as defectuosas, "os recortes, etc.Oaciendo una ana"ogía, se podrían comparar con "a cera, que se endurece con e" frío y cuyoendurecimiento no es definitivo, pues con e" ca"or se reb"andece y puede ser nuevamentemo"deada.

) Cloruro de poli;iilo


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!uyos e"ementos ase con e" aceti"eno y e" pacido c"orhídrico, no tiene o"or y es insípido,siendo sus características'

) +eso específico............................................. 5.4R a 5.RR Sg. D dm4

) 0esistencia *racción..................................

) !ompresión..................................................

@ a 7 Sg. D mm@

L a Sg. D mm@

) !o"or............................................................. todos "os co"ores

) !ombustibi"idad........................................... arde con gran dificu"tad, autoetinguib"e

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. *ransparente a opaco

) Envejecimiento -scurece

) *emperatura que soporta.............................. 76 B ! a 5 B !

)Mombres comercia"es................................... Pini"ite, Pinidur, Mipo"an...

Emp"eo' e uti"i&a como materia" duro para carcasas de bombas, vá"vu"as anticorrosivas,tuberías diversas, pie&as diversas, resistentes a "os productos químicos. En estado b"andoencuentra otra serie de ap"icaciones' mangueras, cuero artificia", impermeab"es, etc.

) Poliestireo

e obtiene de" po"iestiro", derivado de" petró"eo y de" ben&o", siendo sus características'

) +eso específico............................................. 5.6R Sg. D dm4) 0esistencia *racción..................................

!ompresión............................

@.N a L Sg. D mm@

L a 55 Sg. D mm@



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) !ombustibi"idad........................................... arde "entamente

) +ermeabi"idad a "a "u&................................. *ransparente a opaco

) Envejecimiento -scurece

) *emperatura que soporta.............................. NRB !

) Mombres comercia"es................................... ustron, +o"istiro", (ip"ene...

Emp"eo' +ara fabricar p"anchas, pe"ícu"as y espumas, en piecería se uti"i&a para objetos deoficina, bo"ígrafos, p"anti""as, escuadras y cartabones.

) Polia!idas

(erivan de" carbón, no tiene o"or ni sabor a"guno y posee características mecánicas muynotab"es, entre "as que destaca su resistencia a" desgaste y su faci"idad de mecani&ado. uscaracterísticas físicas son'

) +eso específico............................................. 5.5 Sg. D dm4) 0esistencia *racción..................................

!ompresión............................

. a L.L Sg. D mm@

. a .@ Sg. D mm@

) !o"or............................................................. b"anco, "echoso o co"oreado

) !ombustibi"idad........................................... autoetinguib"e

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. trans"/cido a opaco

) Envejecimiento deco"ora "igeramente

) *emperatura que soporta.............................. 566 B ! @66 B !

)Mombres comercia"es................................... My"ón y +er"ón...

Emp"eo' !onstrucción de carcasas, cuerpos de bomba, venti"adores, racords de unión, tapasde instrumentos e"%ctricos.

) Polietileos


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(erivados directos de" petró"eo. u aspecto y tacto son cerosos, tiene buena resistencia a "osácidos y es buen ais"ante e"%ctrico. as características principa"es de "os po"ieti"enos durosson'


!ompresión............................

@ a .R Sg. D mm@

no ap"icab"e


) !ombustibi"idad........................................... muy "enta

) +ermeabi"idad a "a "u&.................................. trans"/cido a opaco

) Envejecimiento vue"ve quebradi&o, ecepto negro y marrón

) *emperatura que soporta.............................. L6 B !

)Mombres comercia"es................................... +o"ytheno, (y"an, Oosta"en.

Emp"eo' Irifería, vá"vu"as y accesorios para conducciones de ácidos, cubos, bidones,ruedas dentadas, mangos de herramientas, etc.

) Poli!etacrilatos

e obtienen partiendo de" aceti"eno, se caracteri&a por su etraordinaria transparencia , suscaracterísticas físicas más importantes son'

) +eso específico......................................

introduccion ciencia materiales

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