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7/23/2019 01 Introducci materials
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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.
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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.
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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
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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
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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
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ESTRUCTURA
tomo Enlace Molcula Orden o desorden?
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Elementos:Tabla peridica
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Electronegatividades de los elementos
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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.
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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
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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
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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:
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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
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Energas de enalce vs. Temperatura de fusin
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Lectura complementaria obligatoria - evaluable
Cap. 2.6 (Callister): Enlaces primarios
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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
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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
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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
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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 (**)
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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
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Familia de materiales vs. Mdulo de elasticidad
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Familia de materiales vs. Conductividad elctrica
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