Descripición de las propiedades físicas de los materiales / Tecnologia de Materiales

1. Propiedades
físicas de los
materiales Tecnología de Materiales
Alberto Rosa Sierra, Dr. Ing.
Francisco J. González Madariaga, Dr. Ing.

2. Volumétricas y de fusión
Térmicas
Eléctricas
Magnéticas
Ópticas y de corrosión
Propiedades
físicas de los materiales

3. Se relacionan con el volumen de los sólidos
y la manera como los cuerpos se ven
afectados por la temperatura.
a). Densidad
b). Características de fusión
c). Expansión térmica
Propiedades
volumétricas y de fusión

4. Densidad
La densidad es una propiedad
elemental y fundamental de los
materiales, relacionada con la
naturaleza de sus constituyentes y
la porosidad existente entre ellos.
La densidad (ρ) se define, como la
masa (M) por unidad de volumen
(V), y se expresa en Kg/m3:
ρ = M / V

7. Temperatura de fusión (Tm)
(sólidos cristalinos)
caracteriza la transición de
sólido a líquido;
Temperatura de transición
vítrea (Tg) (no cristalinos) :
Caracteriza la transición
entre un sólido verdadero, a
un líquido muy viscoso
Punto de fusión y Tg

8. Temperatura de servicio y reblandecimiento
Temperatura máxima de servicio Tmax
Temperatura máxima a la cual el material puede usarse sin oxidación,
cambios químicos y creep excesivo.
Temperatura de reblandecimiento Ts
Temperatura a la cual el material fluye adecuadamente para
procesos de extruido y conformado.

10. Temperatura de
servicio
Material con un alto
punto de fusión
dificulta su
operación
Plásticos los de más
bajo punto Tm
El grafito tiene el más
alto Tm
Datos de interés

11. Expansión térmica
El coeficiente de
expansión térmica, mide
el cambio en la longitud
por grado de temperatura

12. Dilatación lineal
Alambres, rieles, etc.
Dilatación superficial
Baldosas, vidrio, etc
Dilatación volumétrica
Gases, líquidos, cuerpos
geométricos,etc.
Expansión térmica

13. Expansión térmica
La dilatación térmica indica la relativa expansión o
contracción de los materiales
La densidad disminuye con el aumento de temperatura

14. Ni-Ti

15. Propiedades térmicas
a) Calor específico
b) Conductividad térmica

16. Propiedades térmicas
Las propiedades térmicas son
las que se relacionan con el
almacenamiento y flujo de
calor dentro de una
sustancia

17. El calor específico se define
como la cantidad de energía
calorífica requerida para
incrementar la temperatura
de una unidad de masa del
material 1 grado Kelvin.
Q = CmΔT
Q = Heat added
C = Specific heat
m = mass
Δ = Change in temperature
Calor específico

18. Conductividad térmica
La conductividad
térmica k (λ)
indica la
velocidad a la
cual se conduce
el calor a través
de un material

19. Conductividad térmica

20. Carga de polvo de (Ni)
Medida de los
materiales para
permitir el paso de
una corriente
eléctrica.
Los materiales con
alta conductividad
eléctrica son
considerados
conductores
Propiedades eléctricas

21. Conductividad eléctrica
La resistividad es lo inverso de la conductividad. Hay materiales no
conductores o dieléctricos
La plata y el cobre tienen la mas alta conductividad
Los plásticos y el cuarzo tienen las conductividades más bajas

22. Propiedades magnéticas
Es un fenómeno que se
caracteriza por la alta
magnetización de los
materiales, así ejercen
atracción o repulsión sobre
otros materiales
Es de alta importancia en
aplicación de materiales para
aparatos eléctricos y
electrónicos, motores,
generadores y
transformadores, entre otros.

23. Propiedades ópticas
Comportamiento de los materiales en lo que
respecta a la absorción de la luz (lo que
define el color de los mismos) y a la
transmisión de la luz (en materiales
transparentes y traslúcidos) por ejemplo:
Fibras Ópticas, Celdas Solares,
recubrimientos ópticos, aplicaciones a
microscopía, etc.

24. Materiales ópticos
Los Materiales ópticos pueden ser pasivos o activos.
Los activos muestran propiedades ópticas especiales en
respuesta a estímulos eléctricos, mecánicos, magnéticos,
ópticos, etc: Lasers, visores de cristal líquido, etc.
Los pasivos, todo lo demás incluyendo aplicaciones inactivas de
materiales activos. Por ejemplo: Metales, Cerámicos, Polímeros.

25. Materiales ópticos
Entre las características de las Propiedades ópticas, se encuentran:
Opacos: Impide el paso a la luz
Translúcidos: Deja pasar la luz, pero que no deja ver nítidamente los
objetos.
Transparentes: Dicho de un cuerpo a través del cual pueden verse
los objetos claramente

26. Resistencia a la corrosión
La corrosión se refiere a materiales
métalicos y cerámicos
En los materiales plásticos se denomina
degradación
En la reacción de oxidorreducción
intervienen tres factores: el producto, el
ambiente y el agua

27. Resistencia a la corrosión
La corrosión entre otros efectos, reduce la
resistencia de los productos

29. Metales
En términos generales tienen alto módulo elástico
Cuando puros, son suaves y fácilmente deformables
Son susceptibles de hacerse más resistentes pero mantienen su
disposición a ser formados
Pueden formar aleaciones

30. Cerámicos
Alto módulo elástico
Quebradizos
Su resistencia se refiere a la fractura quebradiza
Baja capacidad para disipar tensión
Gran dureza
Resistentes a la abrasión

32. Polímeros y elastómeros
Bajo módulo elástico
Larga deflexión
Deformables bajo carga constante (creep)
Sus propiedades dependen de la temperatura del ambiente
Fácilmente moldeables
Generalmente no requieren de acabado

33. Híbridos
Combinaciones de dos o más materiales
en una configuración y proporción determinada, que permite
disminuir sus desventajas:
Fibras, partículas, estructuras de sandwich y muchos otros más.