Ciencias de materiales
Merma Mollo Alfredo, Ingeniería Metalúrgica, Universidad Nacional de San Agustín
RESUMEN: el tema sobre ciencias de materiales está enfocado en el desarrollo de habilidades y destrezas para mejorar las propiedades de los materiales ya existentes y nuevos que se podría obtener mediante estudios en laboratorios además esta está ligada a la ingeniería de metalúrgica y cerámica comprende muchos temas como la química ,fisica,geologia ,ingeniería eléctrica e ingeniería química actualmente en la universidad nacional de san Agustín existe la escuela profesional de ingeniería de materiales que es dependiente de la facultad de ingeniería civil el desarrollo de formación está basada en los nuevos retos que requieren los diferentes campos de la ingeniería como de la fisca aplicada ,manejando la ciencia y la tecnología el estudio de los materiales cada vez serán mas óptimos , confiables , útiles y beneficiosos para la comunidad científica y humana para lo se requieren investigaciones y mejoras de modelos tradicionales para los nuevos retos que hay.
PALABRAS CLAVE: cerámica, ligada, materiales, propiedades, óptimos.
Abstract: on Sciences of materials this topic focused on the development of skills and distress to improve the properties of already existing and new materials that are could get through studies in laboratories also this is linked to the metallurgical engineering and ceramic covers many topics such as chemistry, geology, physics, electrical engineering and chemical engineering currently at the Universidad national de san Agustin is the professional school of materials engineering which is dependent on the Faculty civil engineering development of training is based on the new challenges that require different engineering fields such as applied physics, driving science and technology study of materials each time will be more optimal, reliable, useful and beneficial to the scientific community and human for required it research and improvements of traditional models for the new challenges that exist.
Key Word: ceramic, linked, materials, properties, optimum.
Cienciasfred@hotmail.com
INTRODUCCIÓN
El campo de las ciencias de materiales es amplio de debido a la variedad de materiales y de productos el estudio de también es lo mismo debido abraca muchos campos tanto como el de la ingeniería y la ciencias en la mayoría de estos más importantes que otros en la metalurgia es evidente que es importante debido se analizan los diferentes procesos como en la metalurgia transformativa y extractiva en la ingeniería de procesos los es un campo de las trabajos de mejoramiento estudios de posgrado como de especialización ya se requieren profesionales para poder ocupar los diferentes requerimientos la formación debe ser con promoviendo el conocimiento adecuado además con las practicas den los laboratorios y proyectos d investigación la amplio campo de los materiales en la medicina ,la industria minería alimentos etc. requieren de un debido tratamiento debido a la demanda del consumidor el campo técnico y profesional y los estudios de posgrado son esenciales para todo profesional si s puede hacer con debido responsabilidad con cada área .la clasificación de los materiales se hace según sea el campo donde se requieran y sus características químicas como cerámicas, polímeros y metales. La Ciencia de Materiales se encarga del estudio de la preparación, estructura cristalina y propiedades físicas y químicas de los materiales, y de cómo adaptarlos a usos específicos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ciencias e ingeniería de materiales
El mercado de la diferentes materiales va creciendo y los procesos con que se trabajan necesitan diferentes procesos debido al comportamiento de estos y los profesionales cada vez deben conocer y estar actualizados los ingenieros son los indicados ya que hay universidades que ofrecen estudios de especialización para los egresados de las diferentes áreas en la ciudad de Arequipa los metalurgista mecánicos, electricistas, químicos y otros el papel importante que desempeñan cada profesional debe complementarse con la actualización los trabajos de investigación proyectos y otras actividades así como la física como la química son temas esenciales en el estudio de los materiales (1) .La producción y elaboración de los materiales hasta convertirlos en productos terminados constituyen una parte importante de la economía actual
Debido cada proceso requiere de ciertos procesos precisos así la sostenibilidad de cada proyecto es vital los ingenieros son los trabajan diseñan la mayoría de los productos manufacturados y los sistemas de elaboración necesarios para su producción. Dado que los materiales son necesarios para fabricar productos, los ingenieros deben conocer la estructura interna y las propiedades de los materiales, aquí viene además la restructuración de los modelos iníciales son procesos realizados por un ingeniero en ocasiones los ingenieros requieren de un nuevo material para su diseño, y la tarea de crearlo será encomendada a científicos e ingenieros se podrán poner los nuevos avances como los últimos descubrimientos como se puede decir materiales inteligentes
Competencias que se deben considerar en ciencia de materiales
El objetivo de esta orientación es proveer una capacitación intensiva en la interrelación existente entre los materiales y sus propiedades, consolidando y ampliando conocimientos tanto experimentales como teóricos, con énfasis en metales, cerámicos y composites. La finalidad de los cursos es por un lado dar una formación experimental y teórica en la diversidad de materiales existentes en la naturaleza, con una mayor profundización acorde a la tesis de maestría elegida, y en segundo lugar estudiar aquellos fenómenos que permitan comprender las propiedades de los materiales existentes y avanzar en la generación de nuevos materiales.
Entre las actividades experimentales en desarrollo se incluye: la preparación y caracterización de aleaciones formadoras de hidruros para almacenamiento de hidrogeno y uso nuclear. El desarrollo de biomateriales para implantes quirúrgicos. La investigación y desarrollo de cerámicas avanzadas y materiales porosos con propiedades particulares (superconductividad, magneto resistencia colosal, conductividad mixta) o aplicaciones específicas (soportes para catalizadores, separación isotópica). Las propiedades mecánicas y de alta temperatura de composites de matriz metálica y sistemas con gradiente de composición. El desarrollo tecnológico para la gestión y acondicionamiento de residuos nucleares e industriales. El estudio de las transiciones de fase difusivas y no difusivas; efecto memoria de forma. La preparación de materiales por aleado mecánico. La determinación de los mecanismos de reacciones heterogéneas sólido-gas. Los trabajos teóricos involucran el modelado de transiciones de fase en sistemas metálicos, el modelado fisicoquímico y simulaciones computacionales de sistemas metal-hidrógeno y el modelado fisicoquímico de reacciones sólido-gas.
Los nuevos retos del ingeniero en cada campo están las necesitan incluir varios aspectos como el control de calidad de los procesos puestos como control estadístico de procesos diseño de experimentos métodos de ingenieros en calidad y análisis de modo efectos de falla si se consideran la amplitud del campo sobre el estudio de postgrado de todo egresado de pregrado al momento de buscar trabajo tenga mayores beneficios en materia además será capaz resolver situaciones en su debido momento el promedio de capacidad será mayor en materiales que son cambiantes en su debido tiempo
Desarrollo
El proceso y evolución de la obtención de los materiales mediante extracción y producción o transformación y primordial para el curso de ciencia de materiales ya se refieren así todo los métodos adquiridos por los científicos y los ingenieros y plantear nuevos materiales para el futuro como los materiales in inteligentes nano materiales estos reducirán excesos y ahorrar espacio economía y satisfaceran con los servicios brindados por las compañías y empresas loa que la distribuyan a la comunidad La Maestría en Ingeniería y Ciencia de Materiales ofrece a sus graduados la oportunidad de adquirir conocimientos sólidos y buena práctica en el campo de los materiales metálicos, cerámicos, poliméricos y materiales compuestos; lo que les permitirá mejorar su proyección profesional y científica en esta importante área del desarrollo humano. Objetivos Ofrecer una sólida formación teórico-práctica en las diferentes áreas de conocimiento de los materiales (metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos). Profundizar en el conocimiento científico del comportamiento físico, químico y mecánico de los materiales. Promover y fortalecer la investigación en el campo de los materiales a través de la formación idónea de nuestros graduados, orientada a la realización de proyectos de investigación y desarrollo.. Además los estudios de especialización que realizan un ingeniero requieren de ciertos requisitos como la investigación fomentación la proyectos innovadores y otros aspectos para lo cual el estudiante quiere adquirir conocimientos de capacitación para todo trabajo como técnico o educador contribución a la ciencia y tecnología Comunicar a la comunidad académica en su conjunto y a la sociedad en general los resultados de las labores de investigación en el área de los materiales. Las singularidades del rubro laboral de todo ingeniero es la formación técnica y informática que se adquieren en pregrado y luego en post grado los alumnos de diferente formación académica podrán ser nivelados en determinadas áreas: materia condensada, estructura química, termodinámica y transformaciones de fases, comportamiento mecánico de los materiales y procesos de manufactura
Clasificación de materiales
Los materiales según su naturales se clasifican por sus características y propiedades físicas y químicas luego emplearlos según campo sean requeridos los fundamentos del ciencia de los materiales es eso todo lo referido a la problematización de todo material desde su naturaleza y fabricación y producción como los metales que algunos se obtienen mediante aleaciones de dos o más metales. Muchos de tantas variedades son algunos de estos que sirven para generar nuevos prototipos de un amplio mundo de tecnología avance radical en la tecnología de materiales puede conducir a la creación de nuevos productos o al florecimiento de industrias Las aplicaciones industriales de la ciencia de materiales incluyen la elección del material, su coste-beneficio para obtener dicho material, las técnicas de procesado y las técnicas de análisis.
Materiales polímeros
Constan de largas cadenas o redes moleculares que frecuentemente se basan en compuestos orgánicos (precursores que contienen carbono). Dada la naturaleza de su estructura interna, la mayoría de los materiales poliméricos son malos conductores de electricidad. Algunos de estos materiales son buenos aislantes y se emplean como aislantes usualmente se usan en la fabricación objetos de la industria de volúmenes mayores como papeles plásticos cartones pero ade3ms son esenciales ya se puede reciclar y poder cuidar el medio ambiente la adaptación de cada material es esencial donde sea requerido ya sea industria o uso laboratorio diario .
Materiales metales
Son de origen mineral sustancias inorgánicas compuestas por uno o más elementos metálicos y pueden contener algunos elementos no metálicos. Son ejemplos de elementos metálicos el hierro, el cobre, el aluminio, el níquel y el titanio. Los materiales metálicos pueden contener elementos no metálicos como carbono, nitrógeno y oxígeno. Los metales tienen una estructura cristalina en la que los átomos están dispuestos de manera ordenada. En general, los metales son buenos conductores térmicos y eléctricos. Muchos metales son relativamente resistentes y dúctiles a la temperatura ambiente y presentan alta resistencia, incluso a altas temperaturas. Además de mejorar la química y el control de la composición, los investigadores e ingenieros se afanan también en mejorar nuevas técnicas de elaboración de estos materiales. Este material trabaja un ingeniero metalurgista es muy interesante debido ya que existen variedad de metales y los no metales en nuestro medio . Los científicos e ingenieros especializados en materiales buscan constantemente mejorar las propiedades de las aleaciones actuales y diseñar y producir nuevas aleaciones con mejores propiedades de fuerza, resistencia a altas temperaturas, deformación (2)
Materiales cerámicos
Son materiales inorgánicos formados por elementos metálicos y no metálicos enlazados químicamente entre sí. Los materiales cerámicos pueden ser cristalinos, no cristalinos o mezclas de ambos. La mayoría de los materiales cerámicos tienen una gran dureza y resistencia a las altas temperaturas pero tienden a ser frágiles (con poca o nula deformación antes de la fractura). La importancia delos de esto materiales son más manejables ya que su uso es deliberado en las fabricaciones de productos simples las ventajas de los materiales cerámicos para aplicaciones industriales su peso ligero, gran resistencia y dureza, buena resistencia al calor y al desgaste, poca fricción y propiedades aislantes Una importante aplicación de los cerámicos avanzados en la aeronáutica son las losetas cerámicas del transbordador espacial. Las losetas cerámicas están fabricadas con carburo de silicio por la capacidad de este material para actuar como escudo térmico y volver rápidamente a temperaturas normales al retirarse la fuente de calor. Estos materiales cerámicos protegen térmicamente la estructura interna del transbordador durante el lanzamiento y su regreso a la atmósfera terrestre como también se utiliza al a artesanía que a diario se utiliza por nuestros artesanos como el arte los escultores y a diario cuando es necesario su uso
Diseño y selección de materiales
Los ingenieros son capaces de poder identificar y así poder trabajarlo con los conocimientos adquiridos sus propiedades internas químicas e físicas sin descuidar el campo ambiental utilizar menor cantidad de energía y mucho menos combustible fósil (3). El material elegido debe ser rígido para resistir la deformación elástica excesiva y la rotura por fatiga (debido a las cargas repetidas). La resistencia a la corrosión del material puede ser un elemento que debe tomarse en cuenta durante la vida de la bicicleta (4). Hace comparativo sobre la complejidad de un proceso para obtener un producto que goce de características optimas el control y análisis de calidad es prioridad de todo fabricación de todo producto Se han desarrollado decenas de miles de materiales distintos con características muy especiales para satisfacer las necesidades de nuestra moderna y compleja sociedad, se trata de metales, plásticos, vidrios y fibras. Una de las grandes revoluciones de esta ciencia fue el descubrimiento de las diferentes fases térmicas de los metales y, en especial
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Así como existen muchas universidades que ofrecen maestrías en tema de ciencias d materiales y el orden de currículo es según campo del ingeniero además el proceso de mucho los materiales requieren de procesos determinados por sus propiedades las cantidades de orden requerimiento para una especialización en materia de esto se hace mediante ciclo semestre crédito establecidos por las universidades al igual que la realización de las investigaciones en el programa, determinando que los estudiantes mantengan una disponibilidad de tiempo completo para el desarrollo los siguiente grupos de trabajo son como la metalurgia la ingeniería química eléctrica Además de la caracterización del material, el científico o ingeniero de materiales (aunque exista diferencia, muchas veces el ingeniero es científico o viceversa) también debe tratar la extracción y su posterior conversión en materiales útiles. El moldeo de lingotes, técnicas de fundido, extracción en alto horno, extracción electrolítica, etc., son parte del conocimiento requerido en un ingeniero metalúrgico o bien un ingeniero industrial para valorar las capacidades de dicho material. Dejando aparte los metales, los polímeros y las cerámicas son también muy importantes en la ciencia de materiales. Los polímeros son un material primario usado para conformar o fabricar plásticos. Los plásticos son el producto final después de que varios polímeros y aditivos hayan sido procesados y conformados en su forma final. El PVC, polietileno, etc., son ejemplos de plásticos. El comportamiento de los materiales por el ensayo de tracción, es muy útil para saber ciertas propiedades mecánicas, es usado en el campo de diseño, metalurgia y sobretodo en el ámbito de la ingeniería. Estas propiedades mecánicas son por ejemplo: El esfuerzo de influencia, resistencia a la tensión, resistencia a la fractura, módulo de elasticidad, etc. La presentación de este informe es básicamente saber estas y más propiedades de un cierto metal que hemos probado mediante el ensayo de tracción. Una muestra ó probeta es preparado sucintamente, se le somete a una carga del tipo "uniaxial" (que es la fuerza aplicada en la dirección longitudinal de la probeta) por medio de un sistema mecánico de tornillos y la fuerza es marcada mediante un tensiómetro de mercurio
CONCLUSIONES
El amplio campo de los materiales es algo es más fundamental en el aspecto de la ingeniería el enfoque hacia la industria hace referencia de que los ingenieros trabajen con materiales avanzados existe una demanda de ingenieros con grado de posgrados y especializaciones en ciencia de materiales el objetivo es que un alumno de ingeniería ya metalúrgica, eléctrica , química pueda a salir con visión de hacer una especialización así entrar al mundo competitivo del mercado ocupacional además trazarse metas concretas en materia de ciencia de materiales y poder defender su profesión con fundamentos aprendidos en pregrado y postgrado hoy en di aloque tiene que ver con la producción y elaboración de materiales . La importancia de estos es desde los inicios de la historia del hombre desde la fabricación de simples armas para casar hasta nuestros días .Debe mencionarse que este adelanto no sucedió de manera uniforme ni simultánea en todas partes (se verá que esto ocurre en la naturaleza, incluso a escala microscópica).con herramientas que facilitan la sobrevivencia cada vez con m nuevos retos y desafíos para vivir mejor como el estudio mediante sus propiedades físicas químicas ayudan a comprender los conocimientos relacionados al a investigación la correlación entre estudio periféricos de la ciencia y tecnología inherentes al ciencia de materiales fundamentales como definidos por los grandes investigadores e inventores de nuevos materiales son el capítulo que debe entender un ingeniero y técnico donde lo que importa la eficacia del producto sobre las demanda
REFERENCIAS
(1)Moll, A. (2002) journal of materials education, Texas
(2)ASKELAND. (1989) science of materials, Boston.
(3)SMITH W. (2001) fundamentos de la ciencia de materiales, México
(4)CALLISTEN, D. (2007) introducción a la ciencia de materiales.
(5)ARLINTON B (2000) sciencie of material
(6)BARBOSA A (2002) cristalografía y ciencias de materiales México
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