Introducción a la ciencia de los materiales. Desvelando el mundo que nos rodea

El objetivo principal de un curso de Ciencia de Materiales es el entendimiento de la relación que existe entre composición química, ordenamiento a escala nanométrica, microestructura y macroestructura con el desempeño de los materiales

Reseña.

Esta obra está dirigida a los estudiantes y profesores de los cursos de segundo o tercer año de ingeniería Industrial, Mecánica, Civil o Biomédica, bien sea que apliquen el conocimiento sobre ciencia de materiales para desarrollar y manufacturar productos nuevos o convencionales o para desarrollar maquinaria, estructuras o biomateriales.

A lo largo de once capítulos, las autoras exponen desde la definición de material hasta la explicación específica de los tipos de materiales: metálicos, cerámicos, polímeros y compuestos, pasando por una completa exposición sobre cómo se acomodan los átomos enlazados químicamente, el concepto de planos y direcciones cristalográficas y la ley de Braff; los defectos cristalinos que tienen gran influencia en el desempeño de los materiales y en su manufactura; los mecanismos de difusión; las propiedades mecánicas en general; cómo se miden y cómo deben interpretarse los resultados de las pruebas; qué ocurre en un material durante su solidificación, y los mecanismos de reforzamiento de materiales.

La experiencia profesional y docente de las autoras les permite explicar de la mejor manera aquellos conceptos que se les dificulta aprender a los estudiantes de carreras diferentes a la Ingeniería de Materiales o la Ingeniería Metalúrgica.

Una obra contextualizada en la geografía y la industria colombianas, actualizada con las teorías más recientes en el tema, aspectos que la hacen aún más valiosa.

Contenido:

Presentación

Introducción

1. Qué son los materiales y el enlace atómico

Concepto de átomo

Estructura electrónica

Tabla periódica

Enlace químico

Clasificación de los materiales

2. Cómo se acomodan los átomos

Tipos de arreglos y estructuras cristalinas

Direcciones y planos cistalográficos

La ley de Bragg y la difracción de rayos X

3. Los arreglos tridimensionales de largo alcance no son perfectos

Defectos puntuales

Defectos lineales

Movimiento general de las dislocaciones

Movimiento de las dislocaciones en materiales metálicos

Movimiento de las dislocaciones en materiales cerámicos

Defectos cristalinos de superficie

4. Difusión

Primera ley de Fick

Segunda ley de Fick

Factores que afectan la difusión

5. Propiedades mecánicas de los materiales

Tracción o tensión

Compresión

Flexión

Dureza

Fatiga

Mecánica de fractura

Impacto

Efecto de la temperatura en algunas propiedades mecánicas

Tipos de falla: dúctil y frágil

Creep

6. Solidificación, soluciones sólidas y diagramas de fases

Diagramas de fases

Regla de fases

Solidificación en metales y cerámicos

Soluciones sólidas: solubilidad ilimitada en el estado sólido

Regla de la palanca y lectura de compresión química de cada fase

Soluciones sólidas: solubilidad limitada en el estado sólido

Diagramas de fases eutécticos

Región eutéctica del diagrama de fases eutéctico

Región no eutéctica del diagrama de gases eutéctico: región bifásica

Precipitación de segundas fases

Región no eutéctica del diagrama de gases eutéctico: región monofásica

Sistemas binarios con varias reacciones eutécticas

Diagramas de fases con transformaciones peritéctica y monotéctica

Reacción peritéctica

Reacción monotéctica

Diagramas de gases con transformaciones eutectoide y peritectoide

Reacción eutectoide

Otros sistemas  con reacciones eutectoides

Reacción peritectoide

Solidificación de polímeros termoplásticos

Mezclas de polímeros

7. Mecanismos de deformación y reforzamiento de materiales

Materiales metálicos

Materiales poliméricos

Resumen

8. Materiales metálicos

Aceros: fundición y tratamiento térmicos

Fundición de hierro

Tratamiento térmico de temple para aleaciones no ferrosas

Conformado de metales por deformación plástica

Trabajo en caliente

Tratamiento térmico de envejecimiento

Aleaciones con memoria de forma

Resumen

9. Materiales cerámicos

Cerámicos naturales y procesados por polvos

Cerámicos procesados a partir de polvos

Cementos hidráulicos

Materiales cementicios suplementarios o alternativos

Puzolanas naturales

Vidrios inorgánicos

Cerámicas avanzadas

Óxido

No óxidos

Carburo de boro

Nitruro de boro cúbico

10. Materiales poliméricos

Polímeros termoplásticos

Polimerización por adicción

Tacticidad

Polimerización por condensación

Peso molecular promedio

Comportamiento mecánico con la temperatura

Termoplásticos más comunes

Copolímeros

Polímeros elastómeros

Polímeros termoestables

Reciclabilidad de los polímeros

Polímeros biodegradables

11. Materiales compuestos

Materiales compuestos particulados

Compuestos particulados verdaderos

Compuestos fibrorreforzados

Compuestos estructurales

Anexo de profundización matemática

Capítulo 2.

Factor de empaquetamiento de las estructuras cristalinas de los metales

Capítulo 5.

Resistencia a la flexión

Resistencia a la fatiga

Capítulo 9.

Diagramas de fases temarios

Referencias

Índices