Materials. Assaig

645 visualizaciones

Publicado el

Assaig de materials.

Publicado en: Educación
1 comentario
1 recomendación
Estadísticas
Notas
Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
645
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
3
Acciones
Compartido
0
Descargas
4
Comentarios
1
Recomendaciones
1
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Materials. Assaig

  1. 1. TECNOLOGIA INDUSTRIAL MATERIALS
  2. 2. INTRODUCCIÓ 3000 Metal·lurgia del COURE 2000 BRONZE per armes 1600 FERRO (hitites) 1300 ACER 1000 VIDRE (Grècia i Siria) 50 Técniques de BUFAT DEL VIDRE (Fenicia) 20 Mètode d’obtenció del FORMIGÓ (Roma) 700 PORCELLANA (Xina) 1450 CRISTALL (Angelo Barovier) 1590 LENTS DE VIDRE (microscopis, Paísos Baixos) nov-13 – Materials – Diap 2 de 31
  3. 3. 1738 1799 1824 1825 1839 1855 1883 1911 1931 1938 1947 1954 1970 Proces per produir ZINC per destil·lació de carbó (William Champion) Primera BATERÍA ELÈCTRICA basada en coure i zinc. (Alessandro Volta) CIMENT PORTLAND (Joseph Aspin) ALUMINI METÀL·LIC (Hans Christian Orsted) VULCANITZACIÓ del cautxú (Charles Goodyear) PROCES BESSEMER per la producció massiva d’acer Primeres PLAQUES SOLARS (Charles Fritts) Descubriment de la SUPERCONDUCTIVITAT NEOPRÉ (Julius Nieuwland) NYLON (Wallace Carothers) TEFLÓ (Roy Plunkett) Primer transistor de GERMANI 6% d’eficiència en plaques solars de SILICI (Laboratoris Bell) FIBRA ÓPTICA (Corning) nov-13 – Materials – Diap 3 de 31
  4. 4. nov-13 – Materials – Diap 4 de 31
  5. 5. CIÈNCIA DE MATERIALS Implica investigar la relació entre la estructura i les propietats dels materials. ENGINYERÍA DE MATERIALS A partir de les relacions entre ⇒ PROPIETATS ⇒ ESTRUCTURA ⇒ PROCESSAMENT dissenya nous materials amb noves propietats. nov-13 – Materials – Diap 5 de 31
  6. 6. CLASSIFICACIÓ METALLS FÈRRICS NO FÈRRICS CERÀMIQUES POLÍMERS MATERIALS COMPOSTOS SEMICONDUCTORS nov-13 – Materials – Diap 6 de 31
  7. 7. PROPIETATS MECÀNIQUES FÍSIQUES Densitat i pes específic P elèctriques P tèrmiques P magnètiques P òptiques QUÍMIQUES ECONÒMIQUES DE FABRICACIÓ ESTÈTIQUES Preu i disponibilitat Maleabilitat Ductilitat Forjabilitat Maquinabilitat Aspecte Color Textura Olor Mòdul d’elasticitat Límit elàstic Resist a la tracció Duresa Resiliència (tenacitat) R a la fatiga... R a l’oxidació R a la corrossió nov-13 – Materials – Diap 7 de 31
  8. 8. ESTRUCTURA La distribució dels electrons per ÒRBITES i CAPES determina el comportament i els enllaços de l’element. Cada e- pot canviar de capa guanyant o perdent energia. Tendeix a ocupar les posicions més baixes i a tenir 8 e- a la capa exterior. Per aconseguir-ho guanyen o perden e- (ions negatius, no metalls o positius, metalls). nov-13 – Materials – Diap 8 de 31
  9. 9. Aquesta darrera capa és la capa de valència i determina l'enllaç IÒNIC COVALENT METÀL· LIC Metall + no metall. No metall + no metall. Metall + Metall. Transferència d’ e-. Compartir e-. Materials durs, fràgils i aïllants. Materials i propietats diverses. Estructura rígida d’ions positius i núvol d’ e-. Bons conductors de calor i electricitat. nov-13 – Materials – Diap 9 de 31
  10. 10. ESTATS + Mobilitat GAS LÍQUID - Forces de cohesió - SÒLID + LÍQUIDS I GASOS Fluids (s’adapten al contenidor) Gasos compresibles / líquids incompresibles. SÒLIDS Estructura cristal·lina (repetitiva) o vitrea (amorfa). nov-13 – Materials – Diap 10 de 31
  11. 11. SUBSTÀNCIA VITREA SUBSTÀNCIA CRISTAL·LINA nov-13 – Materials – Diap 11 de 31
  12. 12. ESTRUCTURA CRISTALINA La CEL·LA UNITÀRIA es la mínima part identificable com cristall. (o la part que es repeteix) Una cel·la unitària queda definida per tres vectors a, b y c , i tres angles α , β y γ. nov-13 – Materials – Diap 12 de 31
  13. 13. nov-13 – Materials – Diap 13 de 31
  14. 14. DISLOCACIONS Enduriment de metalls: • Disminució de la mida del gra • Formació de solucions sòlides • Deformació en fred nov-13 – Materials – Diap 14 de 31
  15. 15. PROPIETATS MECÀNIQUES Estudiades sobre sòlids Les ACCIONS generen ESFORÇOS a causa de les forces de cohesió Mesurades amb Assaigs Estudiades a Resistència de Materials RESISTÈNCIA MECÀNICA: ⇒ Capacitat d'un material per suportar esforços sense deformar-se o trencar-se. ESFORÇ DE... Compressió Tracció Flexió Cissallament Torsió nov-13 – Materials – Diap 15 de 31
  16. 16. COMPRESSIÓ Coeficient de Poisson Vinclament si esbelta Resistent: Secció gran i poca esbeltessa T=F/A T, tensió [Pa] F, força [N] A, àrea [m2] nov-13 – Materials – Diap 16 de 31
  17. 17. TRACCIÓ Coeficient de Poisson Resistent: Secció gran T=F/A T, tensió [Pa] F, força [N] A, àrea [m2] nov-13 – Materials – Diap 17 de 31
  18. 18. FLEXIÓ Combinació de tracció i compressió. Linia neutra Resistent: Cantell gran i poca llargada nov-13 – Materials – Diap 18 de 31
  19. 19. CISALLAMENT Resistent: Secció gran Poca deformació prèvia nov-13 – Materials – Diap 19 de 31
  20. 20. TORSIÓ Deformació en espiral Resistent: Secció gran nov-13 – Materials – Diap 20 de 31
  21. 21. MODELS DE DEFORMACIÓ I COMPORTAMENT MECÀNIC Deformació elàstica (temporal) plàstica (permanent) Hi ha materials que... ...es trenquen sense grans deformacions (comportament fràgil) ...es deformen molt abans de trencar (comportament dúctil). ASSAIGS L’ESTRUCTURA INTERNA determina… …les PROPIETATS, que es mesuren amb… …ASSAIGS ⇒ Destructius ⇒ No destructius nov-13 – Materials – Diap 21 de 31
  22. 22. ASSAIG DE TRACCIÓ nov-13 – Materials – Diap 22 de 31
  23. 23. DIAGRAMA DE TRACCIÓ F σ = A ε= σ TR = ∆L [ L0 ] σE n nov-13 – Materials – Diap 23 de 31
  24. 24. Duresa: Resistència a ser ratllat o penetrat. Al ratllat: Escala de Mohs (minerals): nov-13 – Materials – Diap 24 de 31
  25. 25. ASSAIG BRINNELL (PENETRACIÓ) HBW = 0,102 F A HBW, duresa Brinnell [ ] F, Força del penetrador [N] A, Área del casquet esfèric deixat a la proveta [mm2] 2 Π· D1 ( D1 − D12 − D2 A= 2 D1, diàmetre del penetrador [mm] D2, diàmetre de la marca [mm] Duresa HBW D1/F/t duresa / Resistència a la tracció (només acer): σ tracció = 3.45·HBW nov-13 – Materials – Diap 25 de 31
  26. 26. ASSAIG DE TENACITAT Tenacitat: Resistència al xoc Resiliència: Energia necessària per trencar un material d'un sol cop. PÈNDOL DE CHARPY KCV = Ec A KCV o KCU1, Resiliència [ J/mm2] Ec, Energia consumida [ J ] A, secció de trencament [ mm2 ] 1 KCV o KCU segons la forma de la entalla nov-13 – Materials – Diap 26 de 31
  27. 27. nov-13 – Materials – Diap 27 de 31
  28. 28. ASSAIG DE FATIGA Fatiga. Sèries d’esforços alternatius en sentits oposats Diagrama de Wohler Límit de fatiga. asíntota. Resistència a la fatiga per n cicles Resistència a la fatiga per S esforç 2 tipus de comportament Procés de trencament Augment de la resistència a la fatiga? nov-13 – Materials – Diap 28 de 31
  29. 29. nov-13 – Materials – Diap 29 de 31
  30. 30. ASSAJOS NO DESTRUCTIUS MAGNÈTICS Basats en la permeabilitat magnètica. Per materials ferromagnètics RAIGS X I GAMMA Zones més denses dificulten el pas de la radiació. Placa fotogràfica Per materials no ferromagnètics ULTRASONS Emissió d’ultrasons (f>20.000 Hz) i temps de tornada. nov-13 – Materials – Diap 30 de 31
  31. 31. PROPIETATS TÈRMIQUES CONDUCTIVITAT Q =λ⋅ A ⋅ t ⋅ ∆T L Q, calor transmès [J] λ, conductivitat tèrmica [W/m·ºC] A, secció de contacte [m2] t, temps [s] ∆T, salt tèrmic [ºC o K] L, llargada [m] POTÈNCIA TÈRMICA PT = Q t Pt, potència tèrmica [W] Q, calor transmès [J] t, temps [s] DILATACIÓ Linial: Lo: longitud inicial de la varilla, [m] Lf: longitud final de la varilla, [m] Tf: temperatura final de la varilla, [º C] To: temperatura inicial de la varilla, [º C] α: coeficiente de expansión térmica lineal del material, [º C -1] nov-13 – Materials – Diap 31 de 31

×