Mapa Conceptual Clases de Materiales Oscar

Generalidades

OBJETIVO

Toma de elecciones informadas de diseño, selección y uso de materiales

Principios

Comportamiento de los materiales .

Propiedad del material: estructura

Propiedad del material: cambia con el tiempo

Realizar pruebas específicas sobre el materual

CIENCIA DE MATERIALES

Ingeniero o científico

Debe conocer

Propiedades de materiales

Consideraciones económicas

Impacto ambiental

Existencia de propiedades y su alteración

Consideraciones de Propiedades

Aplicación específica

Propiedades deseadas

Métodos facilitadores

Se debe saber

Encontrar necesidad

Elección del material y alteración de propiedades

Puede extenderse la cantidad

Ejemplos

Transbordador espacial y vidrio de parabrisas

Lineamientos/ huerísticas

DIAGRAMA ASHBY

Diferencias entre clases de materiales

Desempeño de propiedades específicas

Material adecuado

No supera el conocimiento y juicio del ingeniero

Impacto de propiedades de enlace

Principio de exclusión de Pauli

Erwin Schrodinger

Enlace de moléculas

Modelo de Bohr

Interacción de átomos

Regulado por reglas

Mecánica Cuántica

Números Cuánticos

"n" Energía del electrón

"λ" Forma general de nube de electrones

"mλ" Origen de nube de electrones en espacio

"Mλ" Spin del electrón

No Polar (Asimetría)

Polar (Simetría)

Fuerza Dipolar: Interacción electroestática

Enlace de hidrógeno

Enlace metálico

Metal comparte electrones ebtre átomos

Interacción dipolar entre un átomo de hidrógeno y uno electronegativo

Enlace iónico

Donación de un electrón a partir de un material electro + a uno electro -

Electronegatividad

átomo atrae electrones a sí mismo en enlace covalente

Electrones llenan estados de energía más bajos disponibles

2 Suborbitales con spines opuestos

Propiedades a través del tiempo

Deterioro del material

Causas

Fatiga, corrosión, separación química, erosión

IMPORTANTE

Propiedades importantes del material permanecerán aceptables a través de la vida de la aplicación esperada.

Puede variar con

Clase de material y/0 exposición con el medio ambiente

Impacto de la economía en toma de desiciones

Debate, ¿Qué es mejor?

Seleccionar un material más durable que sea más caro al principio pero durará más tiempo

comprar una alternativa más barata aunque se necesite reemplazar más frecuentemente

Dinero obtenido ahora es más redituable que el dinero en el futuro

Valor de dinero en el tiempo

Interés $

Renta pagada al dueño del dinero por el uso temporal de ese dinero.

Sustentabilidad e Ing. Verde

¿Qué pasa después que el material pasar su vida útil?

Sustentabilidad

Conservación de energía

Reutilización de materiales

Recursos renovables

Basureros específicos, reciclajes

Ciclo de vida

Realizar un análisis del ciclo de vida

Buscar modificaciones de diseño que podrían reducir emisiones y desperdicio

Ingeniería verde

Diseño, la comercialización y la utilización de procesos y productos que sean factibles y económicos, al mismo tiempo que minimicen la generación de contaminación en el lugar de origen y los riesgos a la salud humana y el medio ambiente

Clases de materiales

Metales

Polímeros

Cerámicas

Compuestos

Conductores de calor y electricidad

Compuestos naturales o sintéticos consistentes de moléculas grandes

Cualquiera de varios materiales duros, frágiles y resistentes al calor y a la corrosión hechos típicamente de elementos metálicos combinados con oxígeno o carbono, nitrógeno o sulfuro

Materiales complejos como la madera o la fi bra de vidrio,

Sub Clases

Materiales electrónicos

Semiconductores

Semiconductores intrínsecos

Biomateriales

Biomateriales estructurales

Biomateriales estructurales