clasificación de los materiales

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

Comienza Ya. Es Gratis
ó regístrate con tu dirección de correo electrónico
clasificación de los materiales por Mind Map: clasificación de los materiales

1. metales

1.1. sistemas de bravis

1.1.1. BCC (cúbica centrada en el cuerpo)FCC (cúbica centrada en las caras)HCP (hexagonal compacta)

1.2. defectos cristalinos

1.2.1. °sustitucional °intersticial °nueva estructura cristalina

1.3. aleaciones metalicas

1.3.1. aleaciones ferrosas

1.3.1.1. En las aleaciones ferrosas se encuentran los aceros y las fundiciones (hierros colados).

1.3.1.1.1. aditivos del acero: el manganeso (Mn), el cromo (Cr), el níquel (Ni) y el molibdeno (Mo).

1.3.1.1.2. fundiciones o hierros colados: presentan contenidos mayores en carbono (hasta el 4.5%) y también pueden contener silicio (Si) y otros elementos.

1.3.1.1.3. aplicaciones industriales: sectores del transporte y de la automoción

1.3.2. aleaciones no ferricas

1.3.2.1. constituyen aproximadamente el 10% de las aleaciones metálicas de aplicación industrial.

1.3.2.1.1. se pueden hallar las aleaciones de aluminio (Al), cobre (Cu), níquel (Ni), plata (Ag), estaño (Sn), titanio (Ti), zinc (Zn)

1.4. La difusión puede definirse como el mecanismo por el cual los átomos de un sólido se ven impulsados a desplazarse a través de la red para ocupar posiciones similares, pero en otro lugar.

1.5. difusión en estado solido

1.6. solidos cristalinos

1.6.1. los sólidos cristalinos se producen dos mecanismos básicos de difusión atómica

1.6.1.1. difusión por vacantes

1.6.1.1.1. un átomo ocupa una posición vacante vecina, con lo cual avanza una posición a cambio de que la vacante “retroceda” también una posición

1.6.1.2. difusion interstial

1.6.1.2.1. un átomo que ocupa una posición intersticial pasa a ocupar una posición equivalente, pero vecina.

1.7. solidificacion de aleaciones

1.7.1. La solidificación de metales y aleaciones es un importante proceso industrial, ya que la mayoría de estos materiales son fundidos y después moldeados hasta una forma acabada o una preforma.

1.7.1.1. la solidificación se divide en dos etapas:

1.7.1.1.1. nucleación heterogénea

1.7.1.1.2. nucleación homogenea

1.8. aceros al carbono y aceros aleados

1.8.1. aceros al carbono

1.8.1.1. son más duros cuanto más carbono contienen, y esto determinará su respuesta en servicio.

1.8.1.1.1. se dividen en:

1.8.2. aceros aleados

1.8.2.1. se dividen en:

1.8.2.1.1. aceros fuertemente aleados

1.8.2.1.2. aceros debilmente aleados

1.9. aceros al carbono segun la normas:

1.9.1. UNE(España) F-1110, F11-20, F-1131, F11-30

1.9.2. AISI(EEUU) 1015,1025, 1030, 1035

1.9.3. AFNOR(Francia) XC-15, XC-25, XC-32, XC-35.

1.10. aceros inoxidables

1.10.1. Se clasifican en función de la microestructura constituyente

1.10.2. se dividen en 4 grupos:

1.10.2.1. aceros inoxidables ferríticos y martensíticos

1.10.2.1.1. se caracterizan por presentar contenidos importantes en cromo, pero bajos (o nulos) en níquel, por lo que resultan muy económicos y, por otro lado, su resistencia a la corrosión es moderada.

1.10.2.2. aceros inoxidables austeníticos

1.10.2.2.1. presentan el mayor volumen de utilización de todos

1.10.2.2.2. además de un elevado contenido en cromo, proporciones importantes de níquel, generalmente por encima del 8%, lo cual mejora notablemente su resistencia a la corrosión, pero incrementa su precio.

1.10.2.2.3. No son magnéticos y su ductilidad es muy superior a la de los ferríticos o martensíticos, aunque la deformación en frío provoca un endurecimiento notable.

1.10.2.3. aceros inoxidables dúplex

1.10.2.3.1. Se caracterizan por presentar estructuras metalográficas mixtas de ferrita + austenita (α+γ) y una resistencia a la corrosión similar a la de los austeníticos, pero son mecánicamente más resistentes, con lo cual constituyen una buena opción en aquellas condiciones en que se precisan simultáneamente buenas prestaciones mecánicas y resistencia a la corrosión.

1.11. fundiciones de hierro

1.11.1. Fundiciones de hierro se funden a temperaturas entre los 1150°C y los 1300°C mucho mas bajas que los aceros y por este motivo se moldea con mayor facilidad.

1.11.2. Las fundiciones se pueden clasificar según su composición química en hipoeutecticas, eutécticas y hipereutecticas:

1.11.2.1. Una primera clasificación se realiza a base de su fractura, según la norma UNE36-003:

1.11.2.1.1. Fundicion blanca: esta formada por ferrita y cementita (que se enfría en el diagrama metaestable).

1.11.2.1.2. Fundición gris: esta formada por ferrita y carbono (esta combinancion explica el color gris y se enfría en el estable) dentro de esta en contramos variaciones como son la gris ferrita, la gris cementitica-perlitica o la gris perlitica.

1.11.2.1.3. Fundición atruchada: comienza solidificando en el diagrama estable y salta al maestable justo antes de acabar de solidificar todo el liquido eutéctico. (es una mezcla de la blanca y la gris)

2. polimeros

2.1. las cadenas poliméricas se distribuyen desordenadamente en el espacio, dando lugar a sólidos amorfos. Ahora bien, algunos polímeros presentan agrupaciones de cadenas que se repiten en el espacio, proporcionando una combinación de regiones cristalinas y amorfas.

2.2. Los principales elementos constituyentes de los materiales polímeros son, además de carbono, hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y cloro (Cl).

2.3. polimerizacion

2.3.1. La unión de meros que conduce a la formación de largas cadenas constituyentes de los polímeros se define como polimerización.

2.4. El criterio de clasificación más común de los materiales polímeros suele agruparlos en tres grandes familias:

2.4.1. polimeros termoplasticos

2.4.1.1. son aquellos que pueden calentarse y enfriarse varias veces sin que por ello se altere su estructura ni sus propiedades.

2.4.1.1.1. se reblandecen por efecto de temperatura pudiensose conformar varias veces por efecto de la presión y la temperatura.

2.4.1.2. Los plásticos utilizados en alimentación (poliestirenos y poliolefinas) y los PVC (cloruros de polivinilo) pertenecerían a este grupo, así como el nilón.

2.4.2. polimeros termoestables o termofijos

2.4.2.1. son el producto de la transformación química de un producto base (curado) durante la cual se produce la reticulación de las cadenas poliméricas, que confieren una gran rigidez al conjunto.

2.4.2.1.1. este tipo de polímeros una vez que son conformados endurecen y rigidos, sin posibilidad a reblandecerse por efecto de temperatura. Generalmente su fabricación es en molde

2.4.2.2. La forma final de los polímeros termoestables se adopta cuando estos se enfrían, después del curado. La resinas pertenecen a esta categoría.

2.4.3. polimeros elastomeros

2.4.3.1. que se caracterizan por presentar una capacidad de deformación elástica extraordinaria. Los derivados del caucho, las siliconas y el neopreno se hallarían dentro de este grupo.

2.5. caracteristicas

2.5.1. estructurales

2.5.1.1. lineales

2.5.1.1.1. tienen unidades monoméricas se unen a otras formando cadenas senciallas. Estas son largas y flexibles y pueden unirse entre si por fuerzas de van der Waals.

2.5.1.2. ramificados

2.5.1.2.1. son polímeros cuya cadena principal esta conectada lateralmente con otras cadena secundarias. Esta ramificaciones son el resultado de las reacciones locales que ocurren durante la síntesis del polímeros, y disminuyen la eficacia del empaquetamiento, obteniéndose por tanto, polímeros de menores densidades.

2.5.1.3. entrecruzados

2.5.1.3.1. en estos las cadenas lineales adyacentes se unen transversalmente en varias posiciones mediante enlaces covalentes.

2.5.1.4. reticulados

2.5.1.4.1. son polímeros compuestos por unidades trinacionales que tienen tres enlaces covalentes activos, formando redes tridimensionales, en lugar de cadenas lineales generadas por las unidades monoméricas bifuncionales.

2.5.2. mecanismos de polimerizacion

2.5.2.1. polimeros por adicion

2.5.2.1.1. polímeros que aparte de monómeros que poseen al menos un doble alcance.

2.5.2.1.2. ejemplos:

2.5.2.2. polimeros por condensacion

2.5.2.2.1. se obtiene por reaccionar por etapas dos moléculas simples diferentes. En una primera etapa dichas moléculas reaccionan entre si para formar otra especie química, eliminándose moléculas sencillas como lo son H2O y el HCL.

2.5.2.3. ejemplos:

2.5.2.3.1. poliamidas, baquelitas y poliésteres.

3. ceramicos

3.1. Los elementos que constituyen mayoritariamente los materiales cerámicos son el oxígeno (O), el nitrógeno (N) y el carbono (C).

3.2. una gran parte de los materiales cerámicos están formados por combinaciones de metales (o semimetales) y no metales, unidos por enlaces iónicos y formando estructuras cristalinas, también hay un gran número de cerámicos covalentes, que son sólidos amorfos.

3.2.1. Si bien los cerámicos iónicos presentan puntos de fusión muy elevados.

3.2.2. Algunos cerámicos covalentes pueden fundir a temperaturas moderadas, como sería el caso del vidrio, formado por cadenas de silicio (Si) y oxígeno (O) en proporción y que puede adoptar un estado fluido a partir de 1.200 ºC.

3.3. Los materiales cerámicos pueden clasificarse en cuatro grandes grupos:

3.3.1. cerámicos tradicionales

3.3.1.1. engloban mayoritariamente los materiales derivados de la arcilla (porcelana, material de construcción) y los que pueden obtenerse a partir de productos naturales (óxidos, sulfuros, etc.)

3.3.1.2. aplicaciones

3.3.1.2.1. son muy diversas y, en general, son los más económicos de todos, si bien su comportamiento bajo la acción de cargas aplicadas es moderado. Pueden tener composiciones muy variadas y, en numerosas ocasiones, muy complejas. Mayoritariamente sus estructuras son cristalinas.

3.3.2. nuevos ceramicos

3.3.2.1. son el fruto del desarrollo tecnológico de los materiales cerámicos y pueden destinarse a aplicaciones en el ámbito de la electrónica, de la informática, de la industria aeroespacial, etc.

3.3.2.2. caracteristicas

3.3.2.2.1. Se caracterizan por presentar composiciones químicas generalmente simples y sus propiedades mecánicas son muy superiores a las de los cerámicos tradicionales. La gran mayoría tienen una estructura cristalina y la unión atómica es principalmente covalente.

3.3.3. vidrios

3.3.3.1. Los vidrios se caracterizan porque tienen enlaces químicos básicamente covalentes, ya que la gran mayoría son derivados de la sílice (SiO2). Se podrían incluir en los cerámicos tradicionales, pero la principal característica diferencial es que los vidrios no son cristalinos.

3.3.3.2. Presentan puntos de fusión muy bajos, si se comparan con los del resto de materiales cerámicos, por lo que pueden conformarse por fusión y moldeo. Algunos productos de este grupo pueden presentar una parte cristalina y una vítrea, actuando esta última como aglomerante de la primera (vitrocerámicas).

3.3.4. cerámicos tecnológicos

3.3.4.1. Esta terminología hace referencia al conjunto de productos cerámicos, químicamente simples y de pureza considerable, como el óxido de zirconio (ZrO2), el nitruro de boro (BN) o el nitruro de silicio (Si3N4), entre otros.

3.3.4.2. caracteristicas

3.3.4.2.1. Entre las principales características de este grupo de materiales, cabe destacar que sus propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas y mecánicas son excepcionales, y que poseen una extraordinaria estabilidad química a temperaturas elevadas. Las principales aplicaciones de estos productos son las que suponen un aprovechamiento de sus características, como los blindajes cerámicos para equipos que trabajan a temperaturas muy altas

3.3.4.3. utilización

3.3.4.3.1. Cabe destacar la utilización del SiC en las zonas de alta temperatura de algunas turbinas de motor de gas, o la utilización del Al2O3 en sustratos de circuitos integrados en módulos de conducción térmica y en aplicaciones biomédicas (huesos y dientes artificiales).

4. compuestos

4.1. La necesidad de disponer de materiales con combinaciones inusuales de propiedades ha sido la principal fuerza impulsora del desarrollo de los materiales compuestos. Así, el objetivo principal en este ámbito de desarrollo ha sido disponer de materiales que presenten, simultáneamente, características propias de otros tipos de materiales distintos.

4.2. La fase matriz de un compuesto puede ser de naturaleza metálica, cerámica o polimérica. Su principal función es la de actuar de ligante de la fase de refuerzo, sea de la naturaleza que sea, transmitiéndole cualquier esfuerzo aplicado al conjunto, a la vez que la protege del deterioro superficial. También es importante destacar que una función muy común de la matriz es mantener separados los volúmenes de la segunda fase, a fin de evitar la propagación de fisuras entre distintos volúmenes de la misma.

4.2.1. se dividen en:

4.2.1.1. compuestos de matriz polimerica

4.2.1.1.1. aplicaciones

4.2.1.1.2. Las principales aplicaciones de los CMP se hallan en productos en que se requieren niveles de resistencia y de rigidez similares a los de los metales, pero con densidades muy inferiores (industrias aeronáutica, de automoción y náutica entre otras). Un sector en el que estos compuestos se han ido abriendo camino es el de material deportivo y de recreo (raquetas, palos de golf, cascos, arcos, flechas, esquíes, etc.).

4.2.1.1.3. caracteristicas

4.2.1.1.4. otros refuerzos

4.2.1.1.5. refuerzos

4.2.1.1.6. ejemplo:

4.2.1.1.7. Consisten en una fase matriz polimérica, que puede ser termoestable, termoplástica o elastomérica, y una segunda fase o refuerzo que suele tener morfología de fibras, de partículas o de láminas.

4.2.1.2. compuestos de matriz metalica

4.2.1.2.1. La gran mayoría de metales son dúctiles en condiciones normales de servicio y se utilizan como matriz de compuestos reforzados con segundas fases cerámicas y, eventualmente, metálicas.

4.2.1.2.2. metales mas utilizados

4.2.1.2.3. En algunas aplicaciones en que se requiere una importante resistencia a temperaturas elevadas, se utilizan aleaciones de níquel y de cobalto como matriz, ya que estos metales pueden soportar esfuerzos notables y ambientes agresivos a temperaturas considerables (por ejemplo, turbinas de turborreactores).l

4.2.1.2.4. ¿que es un cermet?

4.2.1.3. compuestos matriz ceramica

4.2.1.3.1. Los CMC combinan las principales características del material cerámico constituyente de la matriz, como sería la dureza, la resistencia a compresión y la rigidez, y persiguen compensar aspectos menos afortunados, como sería la fragilidad, con las propiedades de la segunda fase.

4.2.1.3.2. matriz

4.2.1.4. El hormigón se utiliza en construcción y se compone de una matriz cerámica (cemento) y de una segunda fase también cerámica (arena y grava), presente en porcentajes próximos al 70%. La fase de refuerzo, además de actuar como tal, reduce notablemente los costos del material, puesto que es mucho más económica que el cemento y se halla presente en porcentajes de volumen importantes. Las propiedades mecánicas del hormigón son moderadas, con lo que se consideran siempre volúmenes relativamente grandes, y es altamente adecuada la introducción de refuerzos adicionales, como sería una red de acero (hormigón armado), o bien de fibras muy rígidas (fibra de vidrio, nilón, etc.).

5. resistencia mecanica de algunos materiales

5.1. la resistencia que presenta un material al deformarse cuando esta sometido a la accion de una carga exterior

5.1.1. traccion

5.1.2. cizalla

5.1.3. flexion

5.1.4. compresion