Materiales industriales. Los avances materiales radicales pueden conducir a la creación de nuevos productos o incluso nuevas industrias, pero las industrias estables también emplean materiales científicos para hacer mejoras incrementales y solucionar problemas con los materiales utilizados actualmente.
Las aplicaciones industriales de la ciencia de los materiales incluyen:
- El diseño de los materiales.
- Ventajas y desventajas del costo y los beneficios en la producción industrial de materiales.
INDICE DE TEMAS
Materiales industriales
Técnicas de procesamiento tales como:
- Fundición.
- Laminado.
- Soldadura.
- La implantación de iones.
- El crecimiento de cristales.
- La deposición de películas delgadas.
- Sinterización. h. Soplado de vidrio.
Técnicas de análisis o técnicas de caracterización como:
- a) La microscopía electrónica.
- b) La difracción de rayos X.
- c) La calorimetría.
- d) La microscopía nuclear (HEFIB).
- e) La retrodispersión Rutherford.
- f) Difracción de neutrones.
- g) Un pequeño ángulo de dispersión de rayos X (SAXS). h) Entre otros.
Además de la caracterización de materiales, el material científico / técnico también se ocupa de la extracción de los materiales y su transformación en formas útiles. Así colado de lingotes, las técnicas de fundición, la extracción de alto horno y la extracción electrolítica son parte de los conocimientos relativos a un metalúrgico / ingeniero.
A menudo, la presencia, ausencia o modificación de cantidades de elementos secundarios y los compuestos de un material a granel tendrán un gran impacto en las propiedades finales de los materiales producidos, por ejemplo, los aceros se clasifican de acuerdo a porcentajes en peso 1/10% y 1 / 100%, que contienen carbono y otros elementos de aleación.
Por lo tanto, las técnicas de extracción y purificación empleadas en la extracción de hierro en el alto horno tendrán un impacto de la calidad del acero que se pueden producir. El estudio de las aleaciones de metales es una parte importante de la ciencia de materiales.
Aleaciones de hierro
Entre las aleaciones metálicas usadas actualmente están las aleaciones de hierro tales como:
- El acero.
- El acero inoxidable.
- El hierro fundido.
- El acero para herramientas.
- Los aceros de aleación.
Estos constituyen la mayor proporción, tanto en cantidad como en valor comercial. El hierro se mezcla con distintas proporciones de carbono.
Para los aceros, la fuerza de la dureza y resistencia a la tracción del acero está directamente relacionada con la cantidad de carbono presente, con el aumento de los niveles de carbono se provoca una disminución de la ductilidad y la tenacidad.
La adición de silicio y grafitización producirá el hierro fundido (aunque algunas fundiciones se realizan con precisión sin grafitización).
La adición de cromo, níquel y molibdeno a los aceros de carbono (más del 10%) nos dan los aceros inoxidables. Otras aleaciones metálicas importantes son las de aluminio, titanio, cobre y magnesio.
Las aleaciones de cobre se han conocido por mucho tiempo (desde la Edad de Bronce), mientras que las aleaciones de los otros tres metales han sido relativamente poco desarrollados. Debido a la reactividad química de estos metales, la extracción electrolítica en los procesos necesarios fue desarrollada hace poco tiempo.
Las aleaciones de aluminio, el titanio y el magnesio también son conocidos y valorados por su alta relación de resistencia al peso y en el caso de magnesio, su capacidad para proporcionar el blindaje electromagnético.
Estos materiales son ideales para situaciones en las relaciones de alta resistencia al peso y es más importante que el costo a granel, como en la industria aeroespacial y en ciertas aplicaciones de ingeniería de automoción. Aparte de los metales, los polímeros y cerámicas son también una parte importante de la ciencia de los materiales.
Los polímeros son las materias primas (resinas) para hacer lo que comúnmente llamamos plásticos. Los plásticos son el producto final creado después de uno o más polímeros que se han agregado a una resina durante el proceso, en una forma concluyente.
Los polímeros que han existido
Los polímeros que han existido y que son de uso generalizado en curso son de:
- Polietileno.
- Polipropileno.
- PVC.
- Poliestireno.
- Nylon.
- Poliéster.
- Acrílicos.
- Poliuretanos.
- Policarbonatos.
Los plásticos
Los plásticos son generalmente clasificados como:
- Productos básicos.
- De especialidad.
- Plásticos de ingeniería.
El PVC (cloruro de polivinilo) es ampliamente utilizado, barato y las cantidades anuales de producción son de gran tamaño. Este tiene una increíble variedad de aplicaciones, por ejemplo:
- De cuero artificial para aislamiento eléctrico.
- Cableado de envases y contenedores.
Su fabricación y procesamiento son simples y bien establecidos. La versatilidad del PVC se debe a la amplia gama de plastificantes y otros aditivos que lo aceptan.
El término «añadidos» en la ciencia de los polímeros se refiere a los productos químicos y compuestos añadidos a la base de polímero para modificar sus propiedades materiales.
El Policarbonato se considera normalmente un plástico de ingeniería (otros ejemplos incluyen PEEK, ABS). Los plásticos de ingeniería son valorados por sus resistencias superiores y otros materiales especiales. Estos no son utilizados generalmente para aplicaciones, a diferencia de los plásticos de los productos básicos.
Los plásticos de especialidad
Los plásticos de especialidad son los materiales con características únicas, tales como:
- La resistencia ultra alta.
- La conductividad eléctrica.
- La electro-fluorescencia.
- La alta estabilidad térmica.
- Entre otros.
La línea divisoria entre los distintos tipos de plástico no se basa en materiales, sino más bien en sus propiedades y aplicaciones.
Por ejemplo, el polietileno (PE) es un polímero barato, de baja fricción utilizado normalmente para hacer bolsas desechables de compras y bolsas de basura y es considerado como un plástico para los productos básicos, mientras que el polietileno de media densidad MDPE se utiliza para las tuberías subterráneas de gas, agua y otra variedad llamada Polietileno de peso molecular ultra alto UHMWPE, el cual es un plástico de ingeniería que se utiliza ampliamente como el deslizador para el equipo industrial y la toma de baja fricción en las articulaciones implantadas en la cadera.
