Metales ferrosos
La ingeniería cerámica es la ciencia y la tecnología de la creación de objetos a partir de materiales inorgánicos no metálicos. Esto se hace bien por la acción del calor, o a temperaturas más bajas utilizando reacciones de precipitación a partir de soluciones químicas de gran pureza. El término incluye la purificación de las materias primas, el estudio y la producción de los compuestos químicos correspondientes, su formación en componentes y el estudio de su estructura, composición y propiedades.
Los materiales cerámicos pueden tener una estructura cristalina o parcialmente cristalina, con un orden de largo alcance a escala atómica. Las vitrocerámicas pueden tener una estructura amorfa o vítrea, con un orden atómico limitado o de corto alcance. Se forman a partir de una masa fundida que se solidifica al enfriarse, se forman y maduran por la acción del calor, o se sintetizan químicamente a bajas temperaturas utilizando, por ejemplo, la síntesis hidrotermal o sol-gel.
El carácter especial de los materiales cerámicos da lugar a muchas aplicaciones en ingeniería de materiales, ingeniería eléctrica, ingeniería química e ingeniería mecánica. Como los cerámicos son resistentes al calor, pueden utilizarse para muchas tareas para las que materiales como el metal o los polímeros son inadecuados. Los materiales cerámicos se utilizan en una amplia gama de industrias, como la minería, la industria aeroespacial, la medicina, la refinería, la industria alimentaria y química, la ciencia de los envases, la electrónica, la electricidad industrial y la transmisión de ondas luminosas guiadas[1].
Materiales de ingeniería
Enlace atómico de la cerámica: Discute la forma en que los cerámicos se unen. Clasificación: Muestra cómo se clasifican los cerámicos. Propiedades térmicas: Da las propiedades térmicas de los cerámicos. Propiedades ópticas: Describe las diferentes propiedades ópticas. Propiedades mecánicas: Habla de la fragilidad, la tensión y la deformación. Propiedades eléctricas: Habla de los dieléctricos y la superconductividad. Procesamiento de la cerámica: Ilustra diferentes métodos en la formación de productos.
Polímeros Reacciones de polimerización: Describe las diferentes reacciones utilizadas para fabricar polímeros. Estructura química de los polímeros: Discute las diferentes configuraciones químicas. Estructura física de los polímeros: Habla de la estructura cristalina de los polímeros. Miembros de los polímeros: Define los termoestables y los termoplásticos. Procesamiento de los polímeros: Describe las numerosas técnicas de procesamiento. Reciclaje: Habla sobre el reciclaje y por qué es importante.
Semiconductores Conductores, aislantes y semiconductores: Habla de las características eléctricas de los materiales. Aplicación e investigación: Habla de cómo funcionan las uniones p-n. Propiedades y procesamiento: Describe el procesamiento y las propiedades de los semiconductores.
Clasificación de los materiales
En nuestra vida cotidiana, cuando vemos o utilizamos un producto, ¿nos hemos preguntado alguna vez cuál es el material de ese producto y cómo se ha fabricado? O, como diseñador o ingeniero de productos, ¿ha tenido alguna vez problemas para elegir el material y el proceso de fabricación adecuados para fabricar su producto?
Hay muchos procesos de fabricación que se han desarrollado para formar un producto. Dependiendo del diseño del producto, la cantidad y la aplicación, la elección de un material y un proceso de fabricación adecuados puede ser su salvación, especialmente durante la fase de desarrollo del producto.
Hay muchos metales con los que todos pueden estar familiarizados, como el cobre, el titanio, el acero, el aluminio, etc. Los metales pueden mezclarse con otros elementos, especialmente metales, para producir una aleación, que tiene mejores propiedades mecánicas que el metal puro.
Los metales ferrosos incluyen el hierro forjado, el hierro fundido, el acero y el acero al carbono, etc., donde el hierro es la composición principal del material, pero difieren en cuanto al contenido de carbono. El carbono se añade al hierro para endurecer el hierro puro. Sin embargo, un alto contenido de carbono puede hacer que las piezas sean más vulnerables a la oxidación. El acero inoxidable es bien conocido por su alta resistencia a la corrosión debido a la presencia de cromo que se añade al contenido de hierro.
Propiedades de la cerámica
La fabricación aditiva (AM) o fabricación aditiva por capas (ALM) es el nombre de producción industrial de la impresión 3D, un proceso controlado por ordenador que crea objetos tridimensionales mediante el depósito de materiales, normalmente en capas.
Utilizando el diseño asistido por ordenador (CAD) o escáneres de objetos 3D, la fabricación aditiva permite crear objetos con formas geométricas precisas. Se construyen capa a capa, como en un proceso de impresión 3D, lo que contrasta con la fabricación tradicional que suele requerir el mecanizado u otras técnicas para eliminar el material sobrante.
La fabricación aditiva por deposición directa de energía puede utilizarse con una amplia variedad de materiales, como cerámicas, metales y polímeros. Un láser, un arco eléctrico o una pistola de haz de electrones montados en un brazo se mueven horizontalmente fundiendo alambre, filamento o polvo para acumular material mientras un lecho se mueve verticalmente.
Este proceso común de AM utiliza polímeros en bobina que se extruyen o se arrastran a través de una boquilla calentada que está montada en un brazo móvil. De este modo, el material fundido se va acumulando capa a capa a medida que la boquilla se desplaza horizontalmente y el lecho se mueve verticalmente. Las capas se adhieren mediante el control de la temperatura o agentes químicos de unión.