01 introducció materials

7/23/2019 01 Introducci materials

1/25

240033-MATERIALES

Grupo de teora: 30 (DM DJ: 10:00 11:30 h)Profesor: Orlando Santana PrezDespacho: ETSEIB- Pavell E- Planta 0 Lab. Materials PlsticsHorario de consultas: DJ : 12:00 13:00- Enviar e-mail paraestablecer otro horario.


2/25

3 sesiones de carcter obligatorias .Se realizar el informe final de acuerdo a la plantilla difundida en el portal de nuestro grupo de asignatura enel campus digital. De esta forma tendr la informacin organizada y de fcil revisin para el examen..

Calendario de actividades y evaluacin

Evaluacin: 1 exmen parcial (40% nota final) + examen final (45% nota final) + 7,5% Notade informe conjunto de prcticas + 7,5% Nota de examen de prcticas (consultar Atenea)

Exmen Parcial: 30 de octubre de 2015 - 11:00h (tiempo estimado: 1h).

Notificacin grupos para realizacin del informe conjunto de prcticas

Obligatorio. Grupos de informe conjunto de prcticas de 5 personas del mismo grupo de teora(matrcula) : 30 (31 y 32)Notificacin de constitucin de grupos: semana del 29 de septiembre.

Sesiones de prcticas: del 14 al 30 de abril 2015 (horarios de acuerdo a la matricula)

Exmen final :18 de enero de 2015, 17h (tiempo estimado: 2h).

Repetidores: Notificar cual opcin selecciona: opcin general u opcin sin prcticas (NF =50% examen parcial + 50% examen final).

Consultar campus digital para ms detalles.


3/25

Bibliografa recomendada

W. D. Callister, D. G. Rethwisch: Material science and engineering. Anintroduction., 8th. Edition.J. Wiley and Sons, 2009

D. R. Askeland, P. P. Fulay, D. K. Battacharya: Essentials of Materials Scienceand Engineering (SI edition), 2nd. Edition.Cengage Learning, 2009

D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright: The Science and Engineering ofMaterials, 6th. Edition.Cengage Learning, 2010


4/25


5/25

Definiciones preliminares

Materiales:

Cuantas familias de materiales hay?:

Cualquier sustancia que puede ser manipulada, modificada, adecuando sus propiedades para prestar un servicio.

METALES

CERMICOS POLMEROS

MATERIALESCOMPUESTOS


6/25

Definiciones preliminares

Qu conocimientos se piensan transmitir en esta asignatura?

TECNOLOGA DE FABRICACIN

PROCESAMIENTO

ESTRUCTURAPROPIEDADES

(Vida en servicio)

!

tomos!

Enlaces! Organizacin atmica y molecular! Fases, estado y transiciones trmicas! Microestructura

Fsicas Mecnicas

Q3-GTI i GEQ

Q5- GTI


7/25

ESTRUCTURA

tomo Enlace Molcula Orden o desorden?


8/25

Elementos:Tabla peridica


9/25

Electronegatividades de los elementos


10/25

Lectura complementaria obligatoria - evaluable

Cap. 2.5 (Callister): Fuerza y energa de enlace

Revisar conceptos de:- Fuerzas atractivas y repulsivas

entre tomos.- Energa de enlace- Distancia de equilibrio entre

tomos.


11/25


12/25

Enlaces

La fuerza de unin (energa necesaria para separar dos tomos enlazados) y la longitud que dicha unintenga definir gran parte de las propiedades del material

Primarios Secundarios

Inicos

Covalentes

Metlicos

Dipolos inducidos por temperatura o tamao

Dipolos permanentes


13/25


14/25

tomos COMPARTEN electrnes (e-).

Enlaces Primarios

Covalentes

Se da entre elementos con poca diferencia deelectronegatividades (cercanos en la tablaperidica). Entre no-metlicos y atomos muydiferentes.

Direccional!Bajo factor de empaquetamiento

Alta fuerza de enlace (intermedia)

CH4H2; Cl2; F2HF ; HNO3C(Diamante)SiC


15/25

Enlaces Primarios

Observacin

Pocos compuestos exhiben un enlace netamente inico o netamente colvante, por lo que se habla decarcter inico del enlace. Depender de la distancia relativa en la tabla peridica o diferencia deelectronegatividades:


16/25

Atraccin de nubes de electrnes (e-) por tomos vecinos.

Enlaces Primarios

Metlicos

Los electrones tienen alta movilidad!!!, enlacesflexibles

No direccional!elevado factor de empaquetamiento

fuerza de enlace media (relativamente baja)

Hg; Ag; Cu; Fe


17/25

Energas de enalce vs. Temperatura de fusin


18/25

Lectura complementaria obligatoria - evaluable

Cap. 2.6 (Callister): Enlaces primarios


19/25

Inducido por temperatura.

Enlaces Secundarios

Dipolos inducidos

Inducido por tamao.

H2--- H2Cl2---Cl2Gases inertes

HCl --- HCl

Dipolos permanentes

Puentes de hidrgeno H2O --- H2OHF --- HF

Van Der Waals


20/25

Metales:Elementos:metlicosEnlace:metlico

Estructura:cristalina (fcc, bcc y hc)NC: 12 o 8

Cermicos:Elementos:Metal + No metal (xidos, carburos y nitruros)Enlace:Inico (predominante)/ covalenteEstructura:cristalina o amorfa (vidrio)NC:4, 6, 8

Polmeros:Elementos:C, H, O, N, !.

Enlace:covalentey secundariosEstructura:amorfa o semicristalinaNC: 4 o inferior

En ciencia de materialesy en qumica del estado slido, el nmerode coordinacin(NC) es el nmero de vecinos que estn en

contacto directo con un tomo o ion en particular en unared o estructura cristalina.

Temperatura mxima de servicio?Conductividad (elctrica o trmica)?

Rigidez mecnica?Ductilidad?Densidad en el estado slido?

Familia de materiales vs. tipo de enlace


21/25

Resumiendo

Metales:Elementos:metlicosEnlace:metlico

Cermicos:Elementos:Metal + No metal (xidos, carburos y nitruros)Enlace:Situacin algo ms complicada. Se pueden incluir:- Slidos que tienen un enlace completamente covalente (como es el caso del diamante y del

silicio)-

Slidos que poseen un enlace completamente inico (como el NaCl)- Slidos con todas las gradaciones posibles entre enlace inico y covalente.

- Adems, existen tambin materiales cermicos, como el grupo de los silicatos, en los queconviven enlaces claramente inicos con otros manifiestamente covalentes. Se habla, en este caso,de materiales con enlace mixto.

Polmeros:Elementos:C, H, O, N, !.Enlace:covalentey secundarios


22/25

Orden vs. Desorden

Orden CRISTALINO :Mayor empaquetamiento (ms masa por unidad de volmen)

Metales y cermicos

Desorden AMORFO :Bajo empaquetamiento (menos masa por unidad de volmen)

Vidrios y Polmeros (**)


23/25

Densidad

Peso de materia confinado en un volumen determinado

Ser funcin de:

! Tamao del arregloespacial donde se encuentran

! Grado de empaquetamiento (factor de

empaquetamiento) que se alcance! Tipos de elementos qumicos involucrados (pesosatmicos)

! Temperatura

Cermicos

Metales

Plsticos

Familia de materiales vs. densidad


24/25

Familia de materiales vs. Mdulo de elasticidad


25/25

Familia de materiales vs. Conductividad elctrica

01 introducció materials

Documents