https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3 Trabajo Práctico De Tecnologia Alumnos: Franco Alarribera Agustin Guillen Martin Bernal Curso: 4º 5ª Ciclo Lectivo: 2016 Escuela:E.P.E.T.Nº1”Ing. Rogelio Boero” Profe: Maria Ines Fernandez Lopez Eje temático Nº1: Elementos de la tecnología Tecnologia de los materiales Se utiliza para poder tener en claro algunas ideas que nos valdrán para tener un conocimiento más clara de los materiales, así como también nos permitirá familiarizarnos con la industria del acero sus tratamientos y aplicaciones a la industria y a la vida diaria: Ha ejercido cierta influencia en las sociedades de todo el mundo, la clasificación de los materiales como son los metales, cerámicos y los plásticos, así también las propiedades físicas y químicas de dichos materiales y el cómo conocerlas permite trabajar de una manera más eficiente, el cómo conocer la estructura interna de los materiales permite darles un mejor uso y que puedan ser de mejor aprovechamiento. La gráfica de Hierro Carburo de Hierro, se usa en los procesos de fundición del acero, dicha gráfica es de singular uso, ya que en ella se pueden observar todos los procesos de fundición del acero y de cómo este se trabaja hoy en día trabajan con el único fin de descubrir nuevos materiales y reinventar los ya conocidos. Tecnología de los materiales en la electromecánica Es la responsable de realizar el análisis, diseño, desarrollo, manufactura y mantenimiento de sistemas y dispositivos electromecánicos, y son estos los que combinan partes eléctricas y mecánicas para conformar su mecanismo. Las nuevas tecnologías en el mundo y los técnicos electromecánica Se enmarcan históricamente en la revolución científico-técnica, que nació con la creciente importancia de las actividades de investigación científica y el desarrollo tecnológico en la innovación de nuevos productos y procesos productivos. La biotecnología es otra área de impacto que afecta la sustitución de recursos naturales, de sustancias farmacéuticas, y abre nuevas posibilidades de productos alimenticios. Cronología de la tecnología de materiales III milenio adC - Invención de la metalurgia del cobre para ornamentación. II milenio adC - El bronce se usa en la fabricación de armas. Siglo XVI adC - Los hititas desarrollan la metalurgia del hierro. Siglo XIII adC - Invención del acero cuando el hierro y el carbón son combinados apropiadamente. Siglo X adC - Vidrio en Grecia y Siria. Años 50 adC - Técnicas de soplado de vidrio en Fenicia. Años 20 adC - El arquitecto romano Vitruvio describe el método de obtención del hormigón. Siglo VIII - La porcelana es inventada en China. 1450s - El cristal es inventado por Angelo Barovier. 1590 - Las lentes de vidrio son usadas por primera vez en microscopios y telescopios en los Países Bajos. 1738 - William Champion patenta un proceso para la producción de zinc por destilación de carbón. 1779 - Bry Higgins consigue una patente de cemento hidraúlico para uso como escayola. 1799 - Alessandro Volta crea la primera batería eléctrica basada en cobre y zinc. 1821 - Thomas Johann Seebeck inventa el termopar. 1824 - Joseph Aspin patenta el cemento portland. 1825 - Hans Christian Orsted produce aluminio metálico. 1839 - Charles Goodyear inventa la vulcanización del caucho. 1839 - Jacques Daguerre y William Fox Talbot inventan la fotografía a base de placas de plata. 1855 - Proceso Bessemer para la producción masiva de acero. 1861 - James Clerk Maxwell muestra la fotografía en color. 1883 - Charles Fritts construye las primeras placas solares usando obleas de selenio. 1902 - August Verneuil desarrolla un proceso para la fabricación de rubíes sintéticos. 1909 - Leo Baekeland crea la Baquelita, plástico sólido termoestable. 1911 - Descubrimiento de la superconductividad. 1924 - Pyrex, un cristal con un coeficiente de expansión a muy baja temperatura. 1931 - Julius Nieuwland crea el neopreno, un caucho sintético. 1931 - Wallace Carothers crea el Nylon. 1938 - Roy Plunkett descubre el proceso para hacer politetrafluoroetileno, mejor conocido como teflón. 1947 - Primer transistor de germanio. 1947 - Primera aplicación comercial de una cerámica piezoeléctrica en una aguja de fonógrafo. 1951 - Visión de átomos individuales por vez primera usando el microscopio. 1953 - Karl Ziegler descubre la catálisis metálica con la que mejorar la resistencia de los polímeros de polietileno. 1954 - 6% de eficiencia en placas solares de silicio en los Laboratorios Bell. 1968 - Pantalla de cristal líquido desarrollado por RCA. 1970 - Invención de la Fibra óptica por Corning. Clasificación de los materiales según su origen Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal FIBRA : CLASIFICACIÓN OBTENCIÓN CARACTERÍSTICAS APLICACIONES Lana: Natural, de origen animal. Es el pelo de animales ovinos que son esquilados periódicamente. Resistente y elástica, no se arruga. Prendas de abrigo. Seda: Natural, de origen animal. Se obtiene del capullo del gusano de seda. De cada capullo sale una fibra que se hila con otras cuatro para formar un hilo. Es la única fibra continua de la naturaleza. Es lavable y teñible; se puede utilizar como lienzo para pintar. Tejidos finos y caros, fundas de sacos de dormir. Algodón Natural, de origen vegetal. Es una semilla que se recolecta a mano o a máquina.Fibra que encoge con el lavado, pero transpira bien y no produce alergias.Pantalones vaqueros, camisas, calcetines. Lino: Natural, de origen vegetal. Se obtiene el tallo de la planta del lino separado de la fibra de la paja.El lino es unas fibras más fuertes que el algodón, muy flexibles, y que seca fácilmente. Además le afecta menos la exposición a la luz solar y no pierde el color fácilmente. Sin embargo, es más difícil de blanquear que el algodón y su coste es mayor. Tejidos irregulares, malos conductores del calor, por lo que las telas obtenidas con lino son aislantes y bastante frescas. Por otra parte, la cualidad que tiene el lino de absorber rápidamente el agua hace que sea muy indicado para elaborar toallas. Cáñamo Natural, de origen vegetal. Se obtiene de la planta llamada Cannabis sativa, de la cual se extrae una fibra de color amarillo grisáceo similar a la fibra de lino, pero más gruesa y resistente. La fibra del cáñamo es más larga y menos flexible que la del lino y, generalmente, tiene un color amarillento. Es poco elástica y buena conductora del calor, y mucho más basta que la fibra de lino. Se utiliza en la fabricación de lonas, elaboración de sacos, suelas, cuerdas, calzado, redes de pesca, etc. Nailon Sintética. Polímero termoplástico de la familia de las poliamidas. Más fuerte que cualquier fibra natural y muy flexible. Medias, telas de paracaídas, airbags. Poliéster Sintética. Polímero termoestable. Es adecuada para combinar con algodón y lana. Trajes, camisas, vestidos y blusas. Elastán Sintética. Polímero elastómero, de la familia de los poliuretanos. Muy elástico. Se combina con otras fibras. Su nombre comercial es lycra. Corsetería, medias, trajes de baño. Clasificación de los Materiales Podemos clasificar los materiales en dos grupos: materias primas y materiales de uso técnico. A continuación vemos un cuadro en el que se explica cada uno de ellos MATERIAS PRIMAS: Definición. Son todos aquellos materiales que podemos encontrar en la naturaleza. Clasificación Materia prima vegetal Árbol, algodón, lino Materia prima animal Lana, seda, piel Materia prima mineral Rocas, arcilla, arena MATERIALES DE USO TÉCNICO: Definición Aquellos con los que se puede fabricar directamente un objeto tecnológico Clasificación Material uso técnico orgánico Madera, hilo de coser, ovillo de lana, etc. Material uso técnico metálico Oro, cobre, acero, bronce, plata. Material uso técnico pétreo o cerámico Lámina de mármol o de pizarra, cemento, vidrio. Material uso técnico sintético Plástico. Ciencia y tecnología de los materiales La ciencia e tecnólogos de los materiales están íntimamente ligados ya que el conocimiento y procesos de fabricación de los materiales, posibilita la conversión de los mismos para su uso industrial. Hasta hace relativamente poco tiempo el material de interés tecnológico era el metal, los cuales han perdido parte de hegemonía a favor de materiales tradicionales, cerámicos, compuestos y poliméricos gracias a las nuevas tecnologías de fabricación. Clasificación de los materiales • Metales. Esta se divide en dos grandes áreas Férreos y no Férreos. Sigue siendo la rama más importante dentro de los materiales estructurales. Estas propiedades se basan en el enlace atómico, estructura cristalina y resistencia mecánica. • Cerámicas técnicas. Su base suele ser elementos inorgánicos de estructura cristalina que pueden ser óxidos, carburos, silicatos, etc., utilizándose tanto como materiales estructurales como funcionales Ventajas: Estabilidad a alta temperatura, alta resistencia frente a esfuerzos de compresión, excelente dureza, resistencia a la corrosión, poco peso específico, amplia gama de conductividades térmicas y eléctricas. Desventajas: Alto costo, fragilidad, poca resistencia a cambios bruscos de temperatura. • Polímeros. Son los materiales que poseen mayor desarrollo potencial. Se han fabricado polímeros con una resistencia específica mayor que el acero y otros con una conductividad más alta que la del cobre. Su estructura está basada en unas moléculas muy largas que se unen mediante enlace covalente. • Materiales compuestos. Los materiales compuestos de matriz polimérica son los de mayor demanda y más desarrollo tecnológico. Materiales funcionales. Son aquellos que se utilizan según sus propiedades funcionales como propiedades químicas, magnéticas y optoelectrónicas. Su precio suele ser alto y su uso y clasificación son múltiples Competencia y líneas futuras La aparición de nuevos materiales lleva implícito un ciclo con varias etapas que son: introducción, crecimiento, madurez y declive. Los más importantes para el próximo futuro son lo que están en la etapa de crecimiento. Estos deben de cubrir una serie de necesidades que hoy día se demanda como es la disminución de peso sin merma de la resistencia (incluso aumentarla), ampliar el intervalo de temperatura de uso, mejorar las condiciones superficiales para evitar la corrosión, ahorrar energía y facilitar el reciclado, etc., esto último está teniendo cada vez más incidencia gracias a la preocupación por el medio ambiente y la conservación. Estructura atómica y molecular Las propiedades de los materiales dependen en gran parte de su estructura. Para poder predecir propiedades en función de su estructura se estudia la ciencia de los materiales. Las principales estructuras son: • Atómica: estudio de las partículas atómicas de la corteza (los electrones, los más importantes) y del núcleo (protones y neutrones). • Molecular: unión de los átomos siendo el carácter de la unión la que determina la intensidad de la misma. • Cristalina: unión de moléculas o átomos para formar sólidos. Por micro estructura se entiende aquella que es necesario microscopio para observarla y macro estructura la que se aprecia a simple vista. Estructura atómica. Las propiedades de los materiales dependen de la naturaleza de sus átomos, formado éste por un núcleo y una nube de electrones que son los que mayor importancia tiene en sus propiedades. Estructura electrónica El electrón es una partícula de masa muy pequeña con una carga negativa. Los electrones se posicionan en el átomo según unas probabilidades por capas y orbítales cuya energía está cuantificada en función de la distancia al núcleo. Descripción física de la tabla periódica La tabla periódica consta de 18 columnas que constituyen 16 grupos ( hay tres columnas que forman un grupo), siete hileras que llamamos periodos. De estos periodos hay uno, el primero, que consta solo de dos elementos, dos son periodos cortos de ocho elementos y los otros cuatros serán largos, el tercero y el cuatro de dieciocho elementos, el sexto con treinta y dos y el séptimo. La tabla dispone de 2 apéndices a los lantánidos del periodo seis y los actínidos del periodo séptimo. Ver figura 20 La tabla se enumera en grupos y periodos. Los elementos del grupo: IIIA se llaman metales térreos. IVA carbono ideos VA nitrogenado VIA anfígenos VIIA halógenos Y a los del grupo 0 u VIIIA se les denomina gases nobles. Estado en Condiciones normales de presión y temperatura (0 ° C y 1 atm) Gas Líquido Sólido Desconocido Presencia Natural Primordial Rastro Radioisótopos Sintéticas Elementos de la tabla periódica relacionados con el comportamiento eléctrico • Grupo III: B, Al, Ga, In y Tl; el único No metal es B, el más usado es Al. • Grupo IV: C, Si, Ge, Sn y Pb; el C es no metal y es aislante (diamante), Si y Ge semiconductores. • Grupo V: N, P, As, Sb y Bi; el Bi se utiliza en su forma metálica como una aleación (mezcla de Wood) usado para interrumpir circuitos eléctricos. • Grupo VI: O, S, Se, Te y Po. • Elementos de transición: son metales típicos con todas sus características y propiedades. Mo y W son muy utilizados, papalmente. W (Tungsteno) debido a su dureza, alto PF e incandescencia. Muy utilizados también como excelentes conductores Ag, Cu y Au. Eje temático N° II: ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES Estructura Cristalina La primera clasificación que se puede hacer de materiales en estado sólido, es en función de cómo es la disposición de los átomos o iones que lo forman. Si estos átomos o iones se colocan ordenadamente se dice que el material es cristalino. Si se disponen de un modo totalmente aleatorio estaríamos ante un material no cristalino o amorfo. En los metales son comunes tres redes cristalinas: Red cúbica centrada en el cuerpo (BCC) -Body Centered Cube Red cúbica centrada en las caras (FCC) - Face Centered Cube Red hexagonal compacta (HC) -Hexagonal Compact En los metales los átomos se ordenan formando redes tridimensionales. A la agrupación elemental de átomos se la conoce como celda unitaria, y a la agrupación de estas formaciones se las denomina redes cristalinas. Los metales de uso industrial más frecuente cristalizan en tres redes: - Red cúbica centrada (c.c.): hierro alfa, cromo, titanio, molibdeno, etc. - Red cúbica de caras centradas (c.c.c.): hierro gamma, cobre, aluminio, oro, plomo, níquel, etc. - Red hexagonal compacta (e.c.): magnesio, cinc, cadmio, etc. RED CÚBICA CENTRADA: Los átomos se hallan dispuestos en los vértices y en el centro del cubo. Los átomos conforman una estructura con forma de cubo y en ella un átomo ocupa el centro geométrico del cubo y otros ocupan cada uno de los ocho vértices. RED CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS: los átomos están dispuestos en los vértices y en los átomos de las caras del cubo. RED HEXAGONAL COMPACTA: los átomos se sitúan en los vértices en las que los átomos conforman una estructura. En este sistema cristalizan: cobalto, circonio, cadmio, magnesio, berilio y zinc, y tienen como característica común su gran resistencia a la deformación. Algunos metales tienen la característica de que cambian de red de cristalización dependiendo de la temperatura. Cuando ocurre eso decimos que el metal es politrópico. Un ejemplo de metal politrópico es el hierro. · A partir de 1539 ºC cristaliza en la red cúbica centrada en el cuerpo. · Al llegar a los 1400 ºC cambia de red de cristalización y cristaliza en la red cúbica centrada en las caras · A partir de los 900 ºC tenemos el Fe que cristaliza de nuevo en el BCC · A los 210 ºC aparece el Fe, adquiere propiedades magnéticas que seguirá conservando a temperatura ambiente. Imperfecciones en las redes cristalinas. Las imperfecciones se encuentran dentro de la zona de ordenamiento de largo alcance (grano) y se clasifican de la siguiente manera: Defectos Puntuales: son discontinuidades de la red que involucran uno o quizá varios átomos. Pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los átomos al ganar energía por calentamiento. Huecos: Un Hueco se produce cuando falta un átomo en un sitio normal. Las vacancias se crean en el cristal durante la solidificación a altas temperaturas o como consecuencia de daños por radiación. Defectos intersticiales: Se forma un defecto intersticial cuando se inserta un átomo adicional en una posición normalmente desocupada dentro de la estructura cristalina. Defectos sustitucionales: Se crea un defecto sustitucional cuando se reemplaza un átomo por otro de un tipo distinto. Cuando estos átomos son mayores que los normales de la red, los átomos circundantes se comprimen; si son más pequeños, los átomos circundantes quedan en tensión. Se puede encontrar el defecto sustitucional como una impureza o como un elemento aleante agregado deliberadamente. Importancia De Los Defectos Puntuales: Los defectos puntuales alteran el arreglo perfecto de los átomos circundantes, a partir del defecto. Esta alteración requiere que se aplique un esfuerzo más alto para obligar a que la dislocación venza al defecto, incrementándose así la resistencia del material. Defectos Lineales (Dislocaciones): Las dislocaciones son imperfecciones lineales en una red que de otra forma sería perfecta. Generalmente se introducen en la red durante el proceso de solidificación del material o al deformarlo. Aunque en todos los materiales hay dislocaciones presentes, son de particular utilidad para explicar la deformación y el endurecimiento de los metales. Dislocación de tornillo: La dislocación de tornillo se puede ilustrar haciendo un corte parcial a través de un cristal perfecto, torciendolo y desplazando un lado del corte sobre el otro la distancia de un átomo. Dislocaciones de borde: Una dislocación de borde se puede ilustrar haciendo un corte parcial a través de un cristal perfecto, separándolo y rellenando parcialmente el corte con un plano de átomos adicional. Dislocaciones mixtas: Las dislocaciones mixtas tienen componentes tanto de borde como de tornillo, con una región de transición entre ambas. Importancia De Las Dislocaciones: Aunque en algunos materiales cerámicos y polímeros puede ocurrir deslizamiento, el proceso de deslizamiento es de particular utilidad para entender el comportamiento mecánico de los metales. · En primer término, el deslizamiento explica por qué la resistencia de los metales es mucho menor que el valor predecible a partir del enlace metálico. · En Segundo lugar, el deslizamiento le da ductilidad a los metales. · En tercer lugar, controlamos las propiedades mecánicas de un metal o aleación al interferir el movimiento de las dislocaciones. · En cuarto lugar, se puede prevenir el deslizamiento de las dislocaciones achicando e l tamaño de grano o introduciendo átomos de diferente tamaño. Defectos de superficie Los defectos de superficie son las fronteras o planos que separan un material en regiones de la misma estructura cristalina pero con orientaciones cristalográficas distintas. Cada átomo de la superficie ya no tiene el mismo número de coordinación y se altera el enlace atómico. Esto hace que al tratar de minimizar la energía se tiende a reducir el número de átomos en esta condición, esto geométricamente corresponde a una esfera. Límites De Grano: La microestructura de la mayor parte de los materiales está formada por muchos granos. Un grano es una porción del material la orientación del arreglo atómico es distinta para cada grano. En la figura se muestran de manera esquemática tres granos; la red de cada uno de ellos es idéntica pero están orientados de manera distinta. La frontera de grano, es una zona estrecha en la cual los átomos no están correctamente espaciados, en algunos sitios, los átomos están tan cerca unos de otros en la frontera de grano que crean una región de compresión y en otras áreas están tan alejados que crean una región de tensión. Un método para controlar las propiedades de un material es controlando el tamaño de los granos. Reduciendo el tamaño de éstos se incrementa su número, aumenta la cantidad de fronteras de grano Se puede relacionar el tamaño de grano con el tensión de fluencia del material. Una vez que el metal se ha solidificado, se puede modificar el tamaño y número de granos. Enfriamientos de los metales puros Los metales puros y los Eutécticos, solidifican a temperatura constante, la solidificación se inicia cuando el metal líquido se enfría hasta su punto de solidificación, luego la temperatura se mantiene hasta que la solidificación concluye. Si este se enfriase en completa uniformidad podría generarse una cristalización. De aleaciones Se necesitan dos condiciones para el crecimiento del sólido primero, que el crecimiento requiere que el calor latente de fusión. Segundo, debe ocurrir la difusión tal de manera que durante el enfriamiento las composiciones de las fases sigan las curvas de sólidus y de líquidus. Poliformismo y aletrotopia Elementos y compuestos que tienen diferentes estructuras cristalinas, esto se debe a un cambio en el tipo de cristal que forman los átomos. Caso HIERRO. Cambia su arreglo atómico entre CCaC a CCC y su número de coordinación cambia de 12 y 8. Esto ocurre a 910 ºC. El caso del carbono, permite que Haya dos estructuras diferentes, como es el caso del carbón y del diamante. en-us 2015-11-14 13:55:20 UTC 2023-01-22 10:24:24 UTC hello@padlet.com tinchomarber https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3/wish/102768426 TRABAJO PRACTICO Nª1
INTEGRANTES : 
-MARTIN BERNAL-FRANCO ALARRIBERA-AGUSTIN GUILLEN
..PROFE DISCULPE LA FECHA QUE APARECE ESTA MAL]]> 2016-03-25 21:42:53 UTC https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3/wish/102768426 tinchomarber https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3/wish/102769318 CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES SEGÚN SU ORIGEN


]]> 2016-03-25 22:10:59 UTC https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3/wish/102769318 tinchomarber https://padlet.com/alarrifrank/h27xqokucf3/wish/102769827 MATERIAS PRIMAS

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