NDICE

Introduccin2 Objetivo...3 Propiedades y aplicacin de los materiales no metlicos4 Propiedades de los cermicos..4 Propiedades fsicas..4 Propiedades mecnicas4 Propiedades trmicas...4 Concepto general.4 Conductividad trmica.4 Expansin trmica4 Propiedades elctricas..4 Propiedades qumicas..5 Aplicaciones....5 Propiedades de los polmeros..6 Propiedades fsicas..6 Propiedades mecnicas6 Propiedades trmicas...6 Concepto general.6 Calor especfico...6 Conductividad trmica.....7 Expansin trmica...7 Propiedades elctricas..7 Concepto general.7 Constante dielctrica....7 Resistencia elctrica.7 Rigidez dielctrica...7 Propiedades qumicas..8 Aplicaciones....8 Propiedades de los materiales compuestos..8 Propiedades fsicas..8 Propiedades mecnicas9 Propiedades trmicas...9 Propiedades elctricas10 Aplicaciones..10 Conclusiones.11 Marvic Fernando Oropeza Lara11 Juan Snchez Basulto11 Randy Javier Gonzlez Estrada.11 Erick Agustn Vzquez Rojas...11 Bibliografa...12

INTRODUCCIN

Con este presente trabajo hablamos sobre las propiedades de los materiales no metales, los cuales hay de tres clases; polmeros, cermicos y los compuestos, estos dichos materiales tienen muy diferentes propiedades que se pueden utilizar en los distintos campos de trabajo e incluso donde ni siquiera pensamos que los haya, aunque no sean metlicos, estos son muy durables y algunos ms fuertes que acero, son utilizados mayormente por sus diferentes propiedades.

OBJETIVO

El objetivo general de esta investigacin es de aclarar todas nuestras dudas sobre los temas abordados, principalmente del uso industrial de los materiales no metlicos, ya que se deben conocer bien las propiedades de cada uno de los materiales para poder emplearlos en el campo laboral adecuado, sin ocasionar problemas l momento de trabajarlos. Un ejemplo de esto seran los cermicos, que se pueden usar de aislantes, pero los materiales compuesto no se pueden usar de esta manera; al saber sus propiedades se podr saber cul usar adecuadamente.

PROPIEDADES Y APLICACIN DE LOS MATERIALES NO METLICOS

PROPIEDADES DE LOS CERMICOS

PROPIEDADES FSICAS

Pesan menos que los metales, pero ms que los polmeros. Baja conductividad elctrica. Baja conductividad trmica. Baja expansin y fallas trmicas.

PROPIEDADES MECNICAS

Los materiales cermicos deberan ser ms resistentes que los materiales metlicos pero su fina estructura de sus enlaces evitan que haya deslizamientos, mecanismo base para una deformacin clsica.

Los materiales cermicos al igual que los metales, tienen las mismas imperfecciones cristalinas (vacantes, tomos desacomodados, pequeas fisuras y grietas), todo eso tiende a concentrar esfuerzos y el material metlico falla por fractura.

PROPIEDADES TRMICAS

CONCEPTO GENERAL

Los materiales cermicos con conductividades trmicas bajas y expansiones trmicas relativamente altas, son susceptibles en espacial a las fallas de ese tipo. Los trminos choque trmico y agrietamiento trmico se emplean en relacin con esas fallas.

CONDUCTIVIDAD TRMICA

Los cermicos tienes muy baja conductividad trmica, esto quiere decir que son muy buenos aislantes un ejemplo de estos cermicos es; Vtreos y cermicos refractarios.

EXPANSIN TRMICA

La expansin trmica total de un cuerpo es una consecuencia del cambio en la separacin promedio entre sus tomos o molculas constituyentes. Ejemplo de cermico con esta propiedad: vidrio prex.

PROPIEDADES ELCTRICAS

La mayora de los materiales cermicos no son conductores de cargas mviles, por lo que no son conductores de electricidad. Esto se debe a que los enlaces inico y covalente restringen la movilidad inica y electrnica, es decir, son buenos aislantes elctricos, excepcin del nitruro de titanio, el cual por estas combinado por un metal obtiene la propiedad elctrica de un conductor.

PROPIEDADES QUMICAS

Materiales inorgnicos constituidos por elementos metlicos y no metlicos cohesionados qumicamente. Cristalinos, no cristalinos o mezcla de ambos. Alta resistencia al ataque de microorganismos. Alta resistencia a la corrosin. Al tener una estructura cristalina muy estable no se corre el riesgo de una reaccin qumica.Propiedades aislantes.

Ejemplo: xidos, nitruros, carburos, minerales de arcilla, cemento, vidrio.

APLICACIONES

Los cermicos tienen numerosas aplicaciones en productos de consumo e industriales. Se utilizan varios tipos de cermicos en las industrias elctrica y electrnica, debido a que tienen una resistividad elctrica elevada, una resistencia dielctrica alta y propiedades magnticas adecuadas para aplicaciones tales como imanes para bocinas.

La capacidad de conservar su resistencia y rigidez a temperaturas elevadas. Su resistencia al desgaste elevada, los hacen adecuados para aplicaciones como camisas de cilindros, bujes, sellos y cojinetes.

PROPIEDADES DE LOS POLMEROS

PROPIEDADES FSICAS

Las propiedades fsicas de estas molculas difieren bastante de las propiedades de los monmeros que las constituyen. Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc. Al ser grandes molculas, la estructura es generalmente amorfa. Notable plasticidad, elasticidad y resistencia mecnica. Alta resistividad elctrica. Poco reactivos ante cidos y bases. Unos son tan duros y resistentes que se utilizan en construccin: PVC, baquelita, etc. Otros pueden ser muy flexibles (polietileno), elsticos (caucho), resistentes a la tensin (nailon), muy inertes (tefln), etc.

PROPIEDADES MECNICAS

Resistencia. Mdulo. Tenacidad. Dureza. Elongacin.

PROPIEDADES TRMICAS

CONCEPTO GENERAL

Describen el comportamiento de los polmeros frente a la accin del calor. Los polmeros tienen baja conductividad trmica, lo que permite el empleo de estos materiales como aislantes. Losplsticostermofijosse presentan quebradizos a lo largo de todo el intervalo de temperaturas, no presentan reblandecimiento, ni fusin y ligeramente, por debajo de la temperatura de descomposicin pierden parcialmente su rigidez.

CALOR ESPECFICO

Cantidad de calor requerida para elevar la unidad de masa de una sustancia en una unidad de temperatura o bien la cantidad de calor requerida para elevar latemperatura de una masa determinada de sustancia en 1 grado Celsius o un kelvin, a una especificada temperatura, expresada en J/kg K (antes (cal/gC).

CONDUCTIVIDAD TRMICA

Capacidad de un material para transferir calor. La conduccin trmica es el fenmeno por el cual el calor se transporta de regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura dentro de un mismo material o entre diferentes cuerpos. Las unidades de conductividad trmica en el Sistema Internacional son W/(mK), aunque tambin se expresa como kcal/(hmC), siendo la equivalencia: 1 W/(mK) = 0,86 kcal/(hmC).

EXPANSIN TRMICA

Expansin trmica: La expansin trmica total de un cuerpo es una consecuencia del cambio en la separacin promedio entre sus tomos o molculas constituyentes.

PROPIEDADES ELCTRICAS

CONCEPTO GENERAL

La carga elctrica (y su movimiento) es la responsable de las propiedades elctricas de un material, en los polmeros las propiedades elctricas estn determinadas principalmente, por la naturaleza qumica del material (enlaces covalentes de mayor o menor polaridad, los polmeros son malos conductores elctricos. Se denominadielctricosa los materiales que no conducen laelectricidad, por lo que pueden ser utilizados comoaislantes elctricos.

CONSTANTE DIELCTRICA

Laconstante dielctricaopermitividad relativade un medio continuo, es una propiedad macroscpica de un mediodielctricorelacionado con lapermitividadelctrica del medio en relacin la rapidez de las ondas electromagnticas en un dielctrico es:

Donde k es la constante dielctrica y km es la permeabilidad relativa.

RESISTENCIA ELCTRICA

La resistencia elctrica R (Tabla 2.2), a lo largo I de un conductor con rea de seccin a normal a l puede expresarse como R = pl /a. Donde p es una constante conocida como resistencia especfica o resistividad de volumen. Si a y I son reducidas a la unidad, p puede ser la resistencia elctrica entre caras opuestas de un cubo de dimensiones unitarias.

RIGIDEZ DIELCTRICA

La rigidez dielctrica es el mximo gradiente de potencial que un material aislante puede resistir sin rotura. Usualmente es expresado en voltios x 1000, siendo esta unidad un milsimo de pulgada, o en kV/mm o afines.

PROPIEDADES QUMICAS

Se manifiestan a travs de la afinidad que tengan los elementos constitutivos del polmero con el medio al cual estn expuestos. Son permeables a muchos fluidos. La exposicin a la radiacin solar puede hacer que el material pierda pigmento, se fracture y se rompa segn la cantidad de calor. No reaccionan con cidos.

APLICACIONES

Policarbonato (PVC). Excelente resistencia al impacto, calor, alta tenacidad, rigidez y dureza.Excelente transparencia. Buena estabilidad dimensional. Fcil de procesar. Rango de distorsin trmica 135 145 C. No se amarillea por el sol. Baja resistencia qumica (Hinchamiento y deformacin). Retardante a la flama. Piezas sin olor, ni sabor y son ligeras debido a su baja densidad. Baja absorcin de agua. Aplicaciones: Vidrios antibalas, faros, calaveras, etc.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPUESTOS

PROPIEDADES FSICAS

Baja conductividad elctrica. Baja conductividad trmica. Baja expansin y fallas trmicas. Las propiedades fsicas de estas molculas difieren bastante de las propiedades de los monmeros que las constituyen. Las propiedades van a estar influenciadas por la estructura interna, presencia de fuerzas intermoleculares, etc. Al ser grandes molculas, la estructura es generalmente amorfa. Alta resistividad elctrica. Poco reactivos ante cidos y bases. Unos son tan duros y resistentes que se utilizan en construccin. Otros pueden ser muy resistentes a la tensin, muy inertes, etc.

PROPIEDADES MECNICAS

Dado que los materiales compuestos combinan resinas con fibras de refuerzo, las propiedades del material resultante combinarn de alguna manera las propiedades de cada uno de estos dos componentes. Las propiedades del material compuesto estarn determinadas por:

Las propiedades de la fibra. Las propiedades de la matriz. La relacin entre la cantidad de fibra y de resina en el material (la fraccin en volumen de fibra). La geometra y orientacin de las fibras en el compuesto.

La mayora de los materiales compuestos poseen una alta resistencia mecnica al mismo tiempo que una baja densidad, lo cual permite realizar estructuras y dispositivos resistentes y a la vez livianos. A la relacin entre la resistencia mecnica y la densidad se la denomina resistencia especfica.

Como se observa en las figuras de la pgina anterior, los cermicos y los metales aventajan a los compuestos en mayor resistencia, mientras que los polmeros posee en general la menor densidad, pero al evaluar ambas propiedades juntas, los materiales compuestos son la opcin ms conveniente.

Esto se debe a que al utilizar una matriz polimrica logramos una baja densidad; mientras que las fibras aportan la resistencia mecnica, pero como son la fase minoritaria no agregan demasiado peso al material.

PROPIEDADES TRMICAS

Las propiedades trmicas fundamentales a considerar en los CMM son el CET y la conductividad trmica (CT) Dependiendo de la fraccin de volumen de refuerzo, su morfologa y su distribucin en la aleacin base, se obtienen diferentes valores de ambas propiedades. Ambos pueden ser modificados por el estado de precipitacin de la matriz y por el tipo de aleacin de la matriz.Es as como el CET de las aleaciones de titanio es muy similar a algunos tipos de fibras reforzantes, lo cual se considera una ventaja ya que se disminuyen los esfuerzos residuales debido a la diferencia trmica entre las fibras y la matriz.

Algunos investigadores conciben que en la medida en que la CT de la aleacin matriz se vea disminuida con la introduccin de partculas cermicas, esto puede verse compensado si la fase cermica que se usa como refuerzo es conductora.

PROPIEDADES ELCTRICAS

Las propiedades elctricas del compsito, presentaron un doble comportamiento en funcin de la temperatura, caracterizado por una regin semiconductora y metlica. Los resultados obtenidos, sugieren una incorporacin favorable del polmero al xido hasta una concentracin de 0:6 en razn molar.

A partir de dicho valor, se crea un proceso de saturacin el cual no permite una mezcla homognea del compasito, e incide sobre la conductividad elctrica, la energa de activacin, la temperatura de transicin elctrica y la temperatura de cristalizacin que se relaciona con las propiedades estructurales y vibracionales, del compsito sinterizado.

APLICACIONES

Impermeabilizacin de cubiertas: Los compositos con matriz polimrica, generalmente PVC o similares, son muy utilizados en impermeabilizaciones de cubiertas, gracias a sus propiedades frente al agua a su elasticidad y su tcnica de colocacin. Electricidad: Los compositos con matriz polimrica, generalmente resinas de polister o epoxi reforzadas con fibra de vidrio, son muy utilizados en las aplicaciones elctricas por sus caractersticas dielctricas y su ligereza, fundamentalmente. Encofrados: Los moldes para hormign en compuestos son utilizados para el moldeado de piezas prefabricadas o realizadas en obra. Son ligeros, fciles de manipular, de larga duracin.

CONCLUSIONES

MARVIC FERNANDO OROPEZA LARAEn conclusin los materiales compuestos son aquellos que estn formados por combinaciones de metales, cermicos y polmeros. Las propiedades que se obtienen de estas combinaciones son superiores a la de los materiales que los forman por separado, lo que hace que su utilizacin cada vez sea ms imponente sobre todo en aquellas piezas en las que se necesitan propiedades combinadas. Los cermicos y polmeros tienen diferentes propiedades y aplicaciones que los pueden hacer muy tiles en las industrias como en el uso cotidiano.

JUAN SNCHEZ BASULTOEn conclusin podemos darnos cuenta de la importancia del mundo de los materiales en la industria, ya que tiene una amplia gama de aplicaciones. Lo importante es darnos cuenta de cmo aprender a utilizarla y darle la importancia que merece ya que conocindola mejor podemos tener grandes ahorros durante el proceso con una mejor calidad y tomando conciencia del dao que se le puede hacer al medio ambiente ya que el ingeniero en materiales toma en cuenta las repercusiones que puede hacerle al medio ambiente con la creacin de nuevos materiales.

RANDY JAVIER GONZLEZ ESTRADADe lo anterior concluimos, que los metales, polmeros y cermicos hacen parte fundamental de la mayor materia prima que constituye la mayora de los objetos y artculos que podemos apreciar y/o poseer, gracias a esto la calidad de vida del hombre ha mejorado, satisfaciendo as muchas de nuestras necesidades.

ERICK AGUSTN VZQUEZ ROJASMientras ms se conozca un material este podr ser considerado para cualquier cosa a disear, crear o lo que se proponga, sin la necesidad de entrar en el acto de intento-error hasta obtener el correcto, o sacarle mayor jugo a cierto material, hasta conseguir mejoras econmicas. Por ello y entre muchas otras cosas ms es importante conocer, investigar y usar materiales conocidos previamente.

BIBLIOGRAFA

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