Ciencia de los Materiales para Ingenieros

Ciencia de los Materiales para Ingenieros

El Libro: Ciencia de los materiales para Ingenieros; escrito por Alfredo Güemes Gordo y Nuria Martín Piris, es un texto que pretende orientar a los estudiantes de las diferentes ramas de la ingeniería, en la ciencia de los materiales. Desde los conceptos básicos hasta los diferentes tipos de materiales y las aplicaciones de estos en la ingeniería.

Ciencia de los Materiales

Se define la Ciencia de materiales como el estudio de las interrelaciones entre las propiedades de los materiales, su constitución o microestructura interna, y su procesado o tratamiento, como fac­tores que van a alterar su microestructura, y por ende las propiedades. Cuando este conocimiento se limita a una colección de recetas y reglas empíricas, como las que se disponía en la Edad Media para la forja de metales, el conocimiento es solo artesanía.

Cuando el conocimiento incluye modelos del comportamiento de la Naturaleza, como son por ejemplo los diagramas de equilibrio de fases; que permitan predecir el resultado de un ensayo, e inclusive, y lo que tiene más interés, desarrollar nue­vos materiales para que tengan unas propiedades pre establecidas, estaremos en el conocimiento científico. Como ciencia experimental requiere de ensayos y técnicas que verifiquen la predicción de los modelos; que en los materiales se conocen genéricamente como «técnicas de caracterización», y que incluyen desde las m ás simples, como ensayos mecánicos y de análisis térmico, hasta técnicas muy complejas, como la microscopía de fuerza atómica o la radiación sincrotrón.

Ciencia de los Materiales para Ingenieros

Este libro, Ciencia de los materiales para Ingenieros; esta desarrollado en 12 capítulos, los cuales permiten que el estudiante pueda iniciarse en la ciencia de los materiales desde un nivel básico.

Contenido

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1. Introducción a la Ciencia de los materiales.

1.1 Tipos de materiales estructurales.
1.2 Los elementos químicos y el enlace químico.
1.3 Materiales y medio ambiente.

2. Propiedades de los materiales.

2.1 Conceptos básicos.
2.2 Propiedades de los materiales.
2.3 Dureza.
2.4 Tenacidad.
2.5 Tenacidad de fractura.
2.6 Propiedades físicas.

3. Estructura cristalina.

3.1 Sistemas cristalinos y redes de Bravais.
3.2 Notación de Miller de direcciones y planos cristalinos.
3.3 Empaquetamientos en redes cristalinas.
3.4 Redes Cristalinas metálicas.
3.5 Redes cristalinas en materiales cerámicos.
3.6 Difracción de rayos X.

4. Imperfecciones de la estructura cristalina.

4.1 Defectos puntuales.
4.2 Defectos lineales: dislocaciones.
4.3 Defectos bidimensionales: defectos en superficie.
4.4 Defectos volumétricos.

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5. Diagrama de fases.

5.1 Regla de las fases.
5.2 Diagramas de fases de sustancias puras.
5.3 Fases y constituyentes en los diagramas de fases de dos componentes.
5.4 Diagramas de fases de dos componentes con solubilidad total en estado sólido: Sistemas isomorfos.
5.5 Regla de la palanca: cálculo de las cantidades de cada fase en las regiones bifásicas.
5.6 Transformaciones líquido-sólido: transformación eutéctico.
5.7 Transformaciones Líquido-sólido: transformación peritéctica.
5.8 Otras transformaciones líquido-sólido.
5.9 Transformaciones sólido-sólido.
5.10 Condiciones de no equilibrio.

6. Transformaciones de la estructura cristalina.

6.1 Difusión en estado sólido.
6.2 Transformaciones líquido-sólido en materiales metálicos.
6.3 Transformaciones en estado sólido: transformaciones térmicas.
6.4 Transformaciones en estado sólido: transformaciones atérmicas.

7. Mecanismos de endurecimiento de materiales cristalinos.

7.1 Deformación de policristales metálicos.
7.2 Endurecimineto por acritud.
7.3 Endurecimiento por solución sólida.
7.4 Endurecimiento por segundas fases.
7.5 Endurecimiento por partículas.

8. Comportamiento en servicios de los materiales metálicos.

8.1 Oxidación y corrosión.
8.2 Fatiga.
8.3 Fluencia.

9. Materiales metálicos.

9.1 El hierro y sus aleaciones.
9.2 El aluminio y sus aleaciones.

10. Materiales poliméricos.

10.1 Clasificación.
10.2 Características estructurales.
10.3 Masa molecular y polidispersidad.
10.4 Técnicas de determinación de masas moleculares.
10.5 Polimerización.
10.6 Estados amorfo y cristalino en polímeros: transiciones térmicas.
10.7 Polímeros reticulados: termoestables.
10.8 Propiedades mécanicas de los polímeros.
10.9 Solubilidad de los polímeros.
10.10 Propiedades eléctricas de los polímeros.
10.11 Propiedades ópticas de los polímeros.
10.12 Degradación de los polímeros.
10.13 Conformado de materiales poliméricos.
10.14 Aplicaciones de los materiales poliméricos.

11. Materiales cerámicos.

11.1 Clasificación de los materiales cerámicos. Estructura.
11.2 Diagramas de fases de los materiales cerámicos.
11.3 Procesado de los materiales cerámicos.
11.4 Propiedades de los materiales cerámicos.
11.5 Mecanismos de aumento de la tenaidad de los materiales cerámicos.
11.6 Cerámicos técnicos o ingenieriles.
11.7 Vidrios.

12. Materiales compuestos.

12.1 Materiales compuestos. Clasificación y selección.
12.2 Función de la fibra en el material compuesto.
12.3 Función de la matriz en el material compuesto.
12.4 La anisotropía del material compuesto.
12.5 Ventajas y Limitaciones de los materiales compuestos. Aplicaciones.

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