CIENCIA E INGENIER脥A DE MATERIALES [PDF]
Autor: Donald R. Askeland - Wendelin J. Wright
S茅ptima Edici贸n
Cengage Learning
PRESENTACI脫N
La era del cobre, la era del hierro, la era del silicio . . . todas ellas son eras definidas por materiales que se encuentran en la naturaleza y que fueron manipulados por los ingenieros de su 茅poca. Con el tiempo, nuestra comprensi贸n sobre el tema ha avanzado y hemos incorporado nuevas ideas sobre los principios fundamentales de la estructura, los defectos, la cin茅tica y el procesamiento que son aplicables a todos los materiales. Como resultado, comprendemos mejor el comportamiento observable y macrosc贸pico de los materiales, con diferentes caracter铆sticas como resistencia mec谩nica, dureza, conductividad el茅ctrica, 铆ndice de refracci贸n, y resistencia a la corrosi贸n, y lo relacionamos m谩s directamente con los fen贸menos a nivel at贸mico.
Nuestras herramientas para la clasificaci贸n y manipulaci贸n de los materiales tambi茅n han crecido de forma mucho m谩s sofisticada, lo que nos permite tener una visi贸n m谩s profunda de las estructuras y fen贸menos materiales. Al l铆mite de la innovaci贸n nos encontramos con el descubrimiento, o incluso la creaci贸n de materiales totalmente nuevos, lo que a menudo es posible gracias a las nuevas t茅cnicas de procesamiento, que aluden al equilibrio para hacer que los materiales existan en estados metaestables, as铆 como el desarrollo de herramientas para ensamblar, formar y estudiar los materiales a nanoescala. Como ejemplo, en la actualidad resulta rutinario analizar la estructura y composici贸n de los materiales a nivel casi at贸mico, as铆 como aplicar t茅cnicas como la microscop铆a de alta resoluci贸n electr贸nica de transmisi贸n, la incidencia rasante de difracci贸n de rayos X y la espectroscopia de p茅rdida de energ铆a de electrones. Al mismo tiempo, el procesamiento de materiales ha avanzado hasta el punto en que se pueden generar o depositar l谩minas delgadas de s贸lo unas capas at贸micas de grosor y se pueden fabricar estructuras tridimensionales con dimensiones de decenas de nan贸metros o menos. Toda la industria de la electr贸nica se basa en estos avances. Los televisores de pantalla plana, los sistemas inal谩mbricos de alta velocidad de datos, las computadoras port谩tiles y los dispositivos de telecomunicaciones, autom贸viles y otros sistemas de transporte. . . estas y otras tecnolog铆as dependen de nuestra comprensi贸n de los materiales.
CONTENIDO
Cap铆tulo 1 Introducci贸n a la ciencia e ingenier铆a de materiales
1-1 ¿Qu茅 es la ciencia e ingenier铆a de materiales?
1-2 Clasificaci贸n de los materiales
1-3 Clasificaci贸n funcional de los materiales
1-4 Clasificaci贸n de los materiales con base en la estructura
1-5 Efectos ambientales y diversos
1-6 Dise帽o y selecci贸n de materiales
Cap铆tulo 2 Estructura at贸mica
2-1 Estructura de los materiales: relevancia tecnol贸gica
2-2 Estructura del 谩tomo
2-3 Estructura electr贸nica del 谩tomo
2-4 Tabla peri贸dica
2-5 Enlace at贸mico
2-6 Energ铆a de uni贸n y espaciado interat贸mico
2-7 Las muchas formas del carbono: relaciones entre los arreglos de los 谩tomos y las propiedades materiales
Cap铆tulo 3 Arreglos at贸micos e i贸nicos
3-1 Orden de corto alcance frente a orden de largo alcance
3-2 Materiales amorfos
3-3 Red, base, celdas unitarias y estructuras cristalinas
3-4 Transformaciones alotr贸picas o polim贸rficas
3-5 Puntos, direcciones y planos de la celda unitaria
3-6 Sitios intersticiales
3-7 Estructuras cristalinas de los materiales i贸nicos
3-8 Estructuras covalentes
3-9 T茅cnicas de difracci贸n del an谩lisis de estructuras cristalinas
Cap铆tulo 4 Imperfecciones en los arreglos at贸micos e i贸nicos
4-1 Defectos puntuales
4-2 Otros defectos puntuales
4-3 Dislocaciones
4-4 Importancia de las dislocaciones
4-5 Ley de Schmid
4-6 Influencia de la estructura cristalina
4-7 Defectos superficiales
4-8 Importancia de los defectos
Cap铆tulo 5 Movimientos de 谩tomos e iones en los materiales
5-1 Aplicaciones de la difusi贸n
5-2 Estabilidad de 谩tomos e iones
5-3 Mecanismos de difusi贸n
5-4 Energ铆a de activaci贸n de la difusi贸n
5-5 Velocidad de difusi贸n [primera ley de Fick]
5-6 Factores que afectan la difusi贸n
5-7 Permeabilidad de los pol铆meros
5-8 Perfil de composici贸n [segunda ley de Fick]
5-9 Difusi贸n y procesamiento de materiales
Cap铆tulo 6 Propiedades mec谩nicas: primera parte
6-1 Importancia tecnol贸gica
6-2 Terminolog铆a de las propiedades mec谩nicas
6-3 Prueba de tensi贸n: uso del diagrama esfuerzo-deformaci贸n
6-4 Propiedades que se descubren a partir de la prueba de tensi贸n
6-5 Esfuerzo verdadero y deformaci贸n verdadera
6-6 Prueba de flexi贸n de materiales quebradizos
6-7 Dureza de los materiales
6-8 Nanoindentaci贸n
6-9 Efectos de la rapidez de deformaci贸n y comportamiento ante el impacto
6-10 Propiedades que se descubren a partir de la prueba de impacto
6-11 Vidrios met谩licos voluminosos y su comportamiento mec谩nico
6-12 Comportamiento mec谩nico a escalas peque帽as de longitud
6-13 Reolog铆a de los l铆quidos
Cap铆tulo 7 Propiedades mec谩nicas: segunda parte
7-1 Mec谩nica de la fractura
7-2 Importancia de la mec谩nica de la fractura
7-3 Caracter铆sticas microestructurales de una fractura en materiales met谩licos
7-4 Caracter铆sticas microestructurales de las fracturas en cer谩micas, vidrios y compuestos
7-5 Estad铆stica de Weibull para analizar la resistencia a la falla
7-6 Fatiga
7-7 Resultados de la prueba de fatiga
7-8 Aplicaci贸n de la prueba de fatiga
7-9 Termofluencia, ruptura por esfuerzo y corrosi贸n por esfuerzo
7-10 Evaluaci贸n del comportamiento de la termofluencia
7-11 Uso de datos de la termofluencia
Cap铆tulo 8 Endurecimiento por deformaci贸n y recocido
8-1 Relaci贸n del trabajo en fr铆o con la curva de esfuerzo-deformaci贸n
8-2 Mecanismos del endurecimiento por deformaci贸n
8-3 Propiedades frente al porcentaje de trabajo en fr铆o
8-4 Microestructura, endurecimiento por textura y esfuerzos residuales
8-5 Caracter铆sticas del trabajo en fr铆o
8-6 Las tres etapas del recocido
8-7 Control del recocido
8-8 Recocido y procesamiento de materiales
8-9 Trabajo en caliente
Cap铆tulo 9 Principios de la solidificaci贸n
9-1 Importancia tecnol贸gica
9-2 Formaci贸n de n煤cleos
9-3 Aplicaciones de la nucleaci贸n controlada
9-4 Mecanismos de crecimiento
9-5 Tiempo de solidificaci贸n y tama帽o dendr铆tico
9-6 Curvas de enfriamiento
9-7 Estructura de la pieza colada
9-8 Defectos de solidificaci贸n
9-9 Procesos de vaciado para fabricar componentes
9-10 Colada continua y vaciado de lingotes
9-11 Solidificaci贸n direccional [SD], crecimiento de monocristales y crecimiento epitaxial
9-12 Solidificaci贸n de pol铆meros y vidrios inorg谩nicos
9-13 Uni贸n de materiales met谩licos
Cap铆tulo 10 Soluciones s贸lidas y equilibrio de fases
10-1 Fases y diagrama de fases
10-2 Solubilidad y soluciones s贸lidas
10-3 Condiciones de la solubilidad s贸lida ilimitada
10-4 Endurecimiento por soluci贸n s贸lida
10-5 Diagramas de fases isomorfos
10-6 Relaci贸n entre las propiedades y el diagrama de fases
10-7 Solidificaci贸n de una aleaci贸n de soluci贸n s贸lida
10-8 Solidificaci贸n y segregaci贸n fuera de equilibrio
Cap铆tulo 11 Endurecimiento por dispersi贸n y diagramas de fases eut茅cticas
11-1 Principios y ejemplos del endurecimiento por dispersi贸n
11-2 Compuestos intermet谩licos
11-3 Diagramas de fases que contienen reacciones de tres fases
11-4 Diagrama de fases eut茅cticas
11-5 Resistencia de las aleaciones eut茅cticas
11-6 Eut茅cticos y procesamiento de materiales
11-7 Solidificaci贸n sin equilibrio en el sistema eut茅ctico
11-8 Nanoalambres y el diagrama de fases eut茅cticas
Cap铆tulo 12 Endurecimiento por dispersi贸n mediante transformaciones de fase y tratamiento t茅rmico
12-1 Formaci贸n de n煤cleos y crecimiento en reacciones en estado s贸lido
12-2 Aleaciones endurecidas por exceder el l铆mite de solubilidad
12-3 Endurecimiento por envejecimiento o por precipitaci贸n y sus aplicaciones
12-4 Evoluci贸n microestructural en endurecimiento por envejecimiento o por precipitaci贸n
12-5 Efectos de la temperatura y del tiempo de envejecimiento
12-6 Requerimientos para el endurecimiento por envejecimiento
12-7 Uso de aleaciones que pueden endurecerse por envejecimiento a altas temperaturas
12-8 La reacci贸n eutectoide
12-9 Control de la reacci贸n eutectoide
12-10 La reacci贸n martens铆tica y el revenido
12-11 Las aleaciones con memoria de forma [AMF]
Cap铆tulo 13 Tratamiento t茅rmico de aceros y hierros colados
13-1 Designaciones y clasificaci贸n de los aceros
13-2 Tratamientos t茅rmicos simples
13-3 Tratamientos t茅rmicos isot茅rmicos
13-4 Tratamientos t茅rmicos de templado y revenido
13-5 Efecto de los elementos de aleaci贸n
13-6 Aplicaci贸n de la templabilidad
13-7 Aceros especiales
13-8 Tratamientos superficiales
13-9 Soldabilidad del acero
13-10 Aceros inoxidables
13-11 Hierros fundidos
Cap铆tulo 14 Aleaciones no ferrosas
14-1 Aleaciones de aluminio
14-2 Aleaciones de magnesio y berilio
14-3 Aleaciones de cobre
14-4 Aleaciones de n铆quel y cobalto
14-5 Aleaciones de titanio
14-6 Metales refractarios y preciosos
Cap铆tulo 15 Materiales cer谩micos
15-1 Enlace en los materiales cer谩micos
15-2 Estructura de los materiales cer谩micos cristalinos
15-3 Defectos en las cer谩micas cristalinas
15-4 Fallas en los materiales cer谩micos
15-5 S铆ntesis y procesamiento de los materiales cer谩micos cristalinos
15-6 S铆lice y silicatos compuestos
15-7 Vidrios inorg谩nicos
15-8 Vidrios-cer谩micos
15-9 Procesamiento y aplicaciones de productos de arcilla
15-10 Refractarios
15-11 Otros materiales cer谩micos
Cap铆tulo 16 Pol铆meros
16-1 Clasificaci贸n de los pol铆meros
16-2 Polimerizaci贸n por adici贸n y condensaci贸n
16-3 Grado de polimerizaci贸n
16-4 Termopl谩sticos comunes
16-5 Relaciones estructura-propiedades en termopl谩sticos
16-6 Efecto de la temperatura en termopl谩sticos
16-7 Propiedades mec谩nicas de los termopl谩sticos
16-8 Elast贸meros (cauchos)
16-9 Pol铆meros termoestables o termofijos
16-10 Adhesivos
16-11 Procesamiento y reciclaje de pol铆meros
Cap铆tulo 17 Materiales compuestos: trabajo en equipo y sinergia en materiales
17-1 Materiales compuestos endurecidos por dispersi贸n
17-2 Compuestos particulados
17-3 Compuestos reforzados con fibras
17-4 Caracter铆sticas de compuestos reforzados con fibras
17-5 Manufactura de fibras y compuestos
17-6 Sistemas reforzados con fibra y sus aplicaciones
17-7 Materiales compuestos laminares
17-8 Ejemplos y aplicaciones de compuestos laminares
17-9 Estructuras tipo emparedado o sandwich
Cap铆tulo 18 Materiales de construcci贸n
18-1 Estructura de la madera
18-2 Contenido de humedad y densidad de la madera
18-3 Propiedades mec谩nicas de la madera
18-4 Expansi贸n y contracci贸n de la madera
18-5 Madera contrachapada (triplay)
18-6 Materiales de concreto
18-7 Propiedades del concreto
18-8 Concreto reforzado y presforzado
18-9 Asfalto
Cap铆tulo 19 Materiales electr贸nicos
19-1 Ley de Ohm y conductividad el茅ctrica
19-2 Estructura de las bandas de s贸lidos
19-3 Conductividad de metales y aleaciones
19-4 Semiconductores
19-5 Aplicaciones de los semiconductores
19-6 Perspectiva general del procesamiento de un circuito integrado
19-7 Deposici贸n de pel铆culas delgadas
19-8 Conductividad en otros materiales
19-9 Aislantes y sus propiedades diel茅ctricas
19-10 Polarizaci贸n en diel茅ctricos
19-11 Electroestricci贸n, piezoelectricidad y ferroelectricidad
Cap铆tulo 20 Materiales magn茅ticos
20-1 Clasificaci贸n de los materiales magn茅ticos
20-2 Dipolos magn茅ticos y momentos magn茅ticos
20-3 Magnetizaci贸n, permeabilidad y campo magn茅tico
20-4 Materiales diamagn茅ticos, paramagn茅ticos, ferromagn茅ticos, ferrimagn茅ticos y superparamagn茅tico
20-5 Estructura del dominio y el ciclo de hist茅resis
20-6 La temperatura de Curie
20-7 Aplicaciones de los materiales magn茅ticos
20-8 Materiales magn茅ticos met谩licos y cer谩micos
Cap铆tulo 21 Materiales fot贸nicos
21-1 El espectro electromagn茅tico
21-2 Refracci贸n, reflexi贸n, absorci贸n y transmisi贸n
21-3 Absorci贸n, transmisi贸n o reflexi贸n selectivas
21-4 Ejemplos y uso de fen贸menos de emisi贸n
21-5 Sistemas de comunicaciones por fibra 贸ptica
Cap铆tulo 22 Propiedades t茅rmicas de los materiales
22-1 Capacidad t茅rmica y calor espec铆fico
22-2 Expansi贸n t茅rmica
22-3 Conductividad t茅rmica
22-4 Choque t茅rmico
Cap铆tulo 23 Corrosi贸n y desgaste
23-1 Corrosi贸n qu铆mica
23-2 Corrosi贸n electroqu铆mica
23-3 Potencial del electrodo en celdas electroqu铆micas
23-4 Corriente de corrosi贸n y polarizaci贸n
23-5 Tipos de corrosi贸n electroqu铆mica
23-6 Protecci贸n contra corrosi贸n electroqu铆mica
23-7 Degradaci贸n microbiana y pol铆meros biodegradables
23-8 Oxidaci贸n y otras reacciones gaseosas
23-9 Desgaste y erosi贸n
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Atentamente,
Admin de Hidro SM
