Ciencia E Ingenieria De Los Materiales Askeland 8 Edicion Pdf
¡Hola a todos! Prepárense para dominar Ciencia e Ingeniería de los Materiales, usando el libro de Askeland, 8va Edición. Esta guía les ayudará a enfocarse en los puntos clave para su examen. ¡Vamos a empezar!
Estructura Atómica y Enlace
Recuerden el átomo. Tiene un núcleo con protones y neutrones. Los electrones giran alrededor. La configuración electrónica determina las propiedades del material.
Presten atención a los diferentes tipos de enlace. El enlace iónico ocurre por transferencia de electrones. El enlace covalente comparte electrones. El enlace metálico forma un "mar" de electrones. Cada enlace influye en las propiedades como la conductividad y la resistencia.
Must Read
Las fuerzas de Van der Waals son débiles. Pero son importantes en polímeros. Entiendan cómo las fuerzas interatómicas afectan el punto de fusión.
Estructuras Cristalinas
Los materiales cristalinos tienen un orden atómico repetitivo. El cristal se describe por una celda unitaria. Las celdas unitarias comunes incluyen cúbica centrada en el cuerpo (BCC), cúbica centrada en las caras (FCC) y hexagonal compacta (HCP).
Calculen el factor de empaquetamiento atómico (FEA). Esto indica la eficiencia con que los átomos llenan el espacio en la celda unitaria. Identifiquen los planos y direcciones cristalográficas utilizando la notación de Miller.
Los defectos cristalinos son importantes. Las vacantes, los átomos intersticiales, las dislocaciones y los límites de grano afectan las propiedades mecánicas. Las dislocaciones son especialmente importantes para la deformación plástica.
Difusión
La difusión es el movimiento de átomos. Ocurre de regiones de alta concentración a regiones de baja concentración. Hay dos mecanismos principales: la difusión intersticial y la difusión vacante.
La ley de Fick describe la difusión. La primera ley relaciona el flujo difusivo con el gradiente de concentración. La segunda ley describe cómo cambia la concentración con el tiempo. La temperatura afecta la difusión exponencialmente.
La difusión es clave en muchos procesos. Consideren la cementación y la carburización. Estos procesos aumentan la dureza superficial del acero.
Propiedades Mecánicas
La tensión es la fuerza por unidad de área. La deformación es el cambio en la longitud dividido por la longitud original. La ley de Hooke relaciona la tensión y la deformación en la región elástica.
El límite elástico es el punto donde el material comienza a deformarse plásticamente. La resistencia a la tracción es la tensión máxima que un material puede soportar antes de comenzar a fracturarse. La ductilidad es la capacidad de un material para deformarse plásticamente antes de la fractura. La tenacidad es la energía absorbida antes de la fractura.
Conozcan los diferentes tipos de fractura. La fractura dúctil involucra deformación plástica significativa. La fractura frágil ocurre con poca o ninguna deformación plástica. La fatiga ocurre por carga cíclica. El creep es la deformación a alta temperatura bajo carga constante.
Diagramas de Fases
Un diagrama de fases muestra las fases estables en función de la temperatura y la composición. Entiendan el diagrama de fases binario. Identifiquen las líneas de liquidus, solidus y solvus.
La regla de la palanca permite calcular las cantidades relativas de cada fase. Conozcan las reacciones eutécticas, eutectoides, peritécticas y peritectoides. Estos puntos invariantes son importantes en el diseño de aleaciones.
El diagrama de fases hierro-carbono es crucial. Identifiquen la austenita, la ferrita, la cementita y la perlita. Comprendan cómo el tratamiento térmico afecta la microestructura del acero.
Tratamientos Térmicos del Acero
El templado implica calentar el acero a una temperatura alta y luego enfriarlo rápidamente. Esto forma martensita, que es muy dura pero frágil. El revenido calienta la martensita a una temperatura más baja para aumentar la ductilidad y la tenacidad.
El recocido se utiliza para ablandar el acero. La normalización refina el tamaño de grano. Estos tratamientos mejoran la maquinabilidad y las propiedades mecánicas.
La carburización y la nitruración aumentan la dureza superficial. Estos procesos son útiles para aplicaciones donde la resistencia al desgaste es importante.
Polímeros
Los polímeros son moléculas grandes formadas por la repetición de unidades pequeñas llamadas monómeros. Los polímeros pueden ser termoplásticos, termoestables o elastómeros.
La estructura del polímero afecta sus propiedades. La cristalinidad aumenta la resistencia y la rigidez. El peso molecular también es importante.
Conozcan los procesos de polimerización. La polimerización por adición y la polimerización por condensación forman polímeros de diferentes maneras.
Cerámicos
Los cerámicos son materiales inorgánicos no metálicos. Son generalmente duros, frágiles y resistentes a altas temperaturas.
Las estructuras cristalinas de los cerámicos son complejas. Consideren el óxido de aluminio (Al2O3) y el dióxido de silicio (SiO2). Los defectos en los cerámicos son importantes.
El procesamiento de los cerámicos implica la molienda, el prensado, el sinterizado y el acabado. El sinterizado reduce la porosidad y aumenta la resistencia.
Compuestos
Los materiales compuestos combinan dos o más materiales. Esto crea un material con propiedades mejoradas. Un compuesto típico tiene una matriz y un refuerzo.
Los compuestos de matriz polimérica son comunes. Utilizan fibras de vidrio, carbono o aramida como refuerzo. Consideren también los compuestos de matriz metálica y los compuestos de matriz cerámica.
La regla de las mezclas se utiliza para estimar las propiedades de los compuestos. El diseño de los compuestos implica optimizar la orientación de las fibras y la fracción volumétrica.
Resumen
¡Felicidades! Han revisado los temas clave de Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Recuerden la estructura atómica y los enlaces. Dominen las estructuras cristalinas y los defectos. Entiendan la difusión, las propiedades mecánicas y los diagramas de fases. Revisen los tratamientos térmicos, los polímeros, los cerámicos y los compuestos. ¡Mucha suerte en su examen!
