TEMAS 1, 2 y 3
TEMA 2
SOLIDIFICACIÓN
Formación de núcleos estables en metales líquidos
Nucleación Heterogenea
Es la que se presenta por la presencia de impurezas insolubles o simplemente al contacto con el molde.
Nucleación Homogénea
El metal proporciona por si mismo los átomos para formar núcleos.
Crecimiento de los cristales en un metal líquido y formación de una estructura granular
Una vez formados los núcleos en el metal fundido, éstos empiezan a crecer hasta formar cristales.
Posteriormente éstos cristales continúan creciendo hasta que se unen unos con otros formando granos, quedando entre ellos los límites de grano.
Un metal solidificado que contiene muchos cristales se le llama policristalinos.
Estructuras granulares
Estructura granular fina
Este tipo es deseable ya que contiene una buena resistencia y uniformidad en los productos metálicos.
Estructura granular gruesa y tosca
Tipos de granos
Granos equiaxiales. Se encuentra normalmente junto a las paredes del molde frío, y tienden a ser pequeños como consecuencia del enfriamiento rápido.
Granos columnares. Son alargados, delgados y toscos. Se forman por el enfriamiento lento y éstos se ubican en la parte media de la pieza.
Método Czochralski
Este se utiliza para la producción de monocristalinos de silicio de alta calidad.
Se funde silicio de alta pureza en un crisol inerte.
Se mantiene una temperatura un poco arriba del punto de fusión.
El silicio se mantiene en agitación constante y se introduce un monocrisol de silicio.
El silicio policristalino fundido se adhiere al núcleo formándose un monocristal.
Se les da un tratamiento y se pulen con abrasivos finos para obtener una superficie sin defectos.
Después son utilizados en la fabricación de dispositivos semiconductores.
Soluciones sólidas metálicas
Solución sustitucional
Los átomos de soluto pueden sustituirse por átomos de solvente en las posiciones de la red cristalina.
Solución interstical
Los átomos de soluto se sitúan en los espacios que hay entre los átomos de solvente. Éstos espacios se llaman intersticios, de ahí su nombre.
PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES
Proceso de metales y aleaciones.
Laminaciones
Laminación en caliente.
El precalentado se hace a altas temperaturas y se mantiene en un horno de termodifusión.
Cundo el metal esta caliente se pasa a través de un rodillo para reducir el espesor.
Los lingotes son laminados en caliente en un tren de laminación y desbastes planos utilizando un laminador de 2 alturas reversibles.
El desbaste plano se vuelve a calentar, y prosigue el laminado caliente hasta que el fleje quede delgado como poder enrollarlo.
Las operaciones de laminación en caliente se llevan a cao usando una única serie de tren de laminación de 4 alturas.
Laminación en frío.
Después del laminado en caliente, se puede hacer uno en frío.
El laminado en frío se lleva acabo a temperaturas ambiente.
La temperatura que se genera en esta lámina es debido a la fricción que hay entre los rodillos y la lámina.
Esta temperatura se disipa por medio de añadir agua durante todo el proceso, la cual también sirve para quitar la rebaba.
Se hace el desbaste en trenes de 4 alturas.
Extrusión
Extrusión directa.
La barra es introducida en una cámara de la prensa de extrusión para ser forzada por un pistón a pasar a través de la boquilla.
Extrusión indirecta.
Un pistón hueco sujeta la boquilla y el lado opuesto de la cámara está cerrado por una placa.
Forja
Forja con martillo.
El martillo efectúa repetidamente golpes sobre la superficie del metal
Forja con prensa.
El metal es sometido a una lenta fuerza de compresión.
Forja con matrices abiertas.
Se lleva a acabo entre dos matrices lisas con formas simples como cavidad en pico ó semiconductores.
Forja con matrices cerradas.
El metal es situado entre 3 matrices, las cuales tienen en la parte de arriba y la de abajo impresiones con la forma deseada.
Tensión y deformación
Deformación elástica.
Es cuando un metal vuelve a sus dimensiones originales después de ña fuerza cesa
Deformación plástica.
Cuando un metal es deformado hasta el extremo de que no puede recuperar las dimensiones originales.
Fractura
Fractura dúctil.
Se produce después de una deformación plástica intensa y se caracteriza por la lenta propagación de la grieta.
Fractura frágil.
Se produce a lo largo de los planos cristalográficos llamados planos de fractura, conlleva a una rápida propagación de la fisura.
TEMA 1 (TIPOS DE METERIALES)
Principales tipos de materiales
Polímeros
Se utilizan como aislantes eléctricos.
Algunos son resistentes a la torsión.
Suelen ser ligeros.
Puntos de fusión bajos en comparación
Metales
Son buenos conductores del calor.
Son buenos conductores de electricidad.
Sólidos a temperatura ambiente.
Poseen una alta densidad y son resistentes.
Semiconductores
Los únicos semiconductores puros son el carbon, el germanio y silicio.
No contienen electrones libres a bajas temperaturas.
Dependiendo de la temperatura pueden ser conductores o por el lado contrario aislantes.
Cerámicos
Poseen una gran resistencia a las altas temperaturas.
Gran poder de aislamiento térmico y eléctrico.
Resistencia de corrosión y algunos efectos de erosión.
Es altamente resistente a la mayoría de los agentes químicos.
Compuestos
Por lo regular se basan en las fibras o partículas.
Depende del material para saber si pueden tener buena resistencia o fragilidad media.
Poseen una baja densidad y ductilidad.
TEMA 3 (PROPIEDADES ÓPTICAS)
La luz y espectro electromagnético.
La luz
La luz visible.
Es una forma de radiación electromagnética.
Poseen una longitud de onda entre 400 a 750 nm y contiene bandas de color que van violeta a rojo.
La región ultravioleta.
Cubre un rango desde 10 a 400 nm.
La región infrarroja.
Va desde 750 a 1000 nm.
Refracción
Índice de refracción.
Cuando los fotones de la luz son transmitidos a través de un material transparente, pierden algo de su energía.
Fórmula. n = c (velocidad de la luz en el vacío) / v ( velocidad de la luz en un medio).
Ley de Snell de la refracción de la luz.
Los índices de refracción para la luz que pasa por un medio de índice "n" a otro índice "n" están relacionados con los ángulos de incidencia.
Fórmula. n/n´= senθ´ / senθ c
Absorción, transmisión y reflexión de la luz
Reflexión de la luz.
La porción de la luz incidente que se refleja en una superficie de una placa de vidrio pulida es muy pequeña, a la fracción de la luz reflejada R se le llama reflectividad.
Fórmula. R= (n-1)^2 / (n+1)^2
Absorción de la luz.
El vidrio absorbe energía de la luz que transmite y la intensidad disminuye al aumentar el camino de la misma.
Fórmula. I/Io = e^-at
Transmisión de la luz.
La cantidad de luz transmitida a través de una lámina de vidrio se determina por la cantidad de luz reflejada desde las superficies superior e inferior de la lámina.
Fórmula. I = (1-R)Ioe^-at
Luminiscencia
Fluorescencia
Es cuando la emisión tiene lugar dentro de 10 seg después de la excitación.
Fosforescencia
La emisión dura más de 10 seg después de la excitación.
Materiales fosforescentes
Estos producen la luminiscencia y son capaces de absorber radiaciones de onda corta y alta energía.
Activadores
Son impurezas que controlan el espectro de emisión de los materiales luminiscentes industrialmente.
Tipos de fibras ópticas
Fibras monomodo
Tienen un índice de refracción mayor al núcleo que en la cubierta exterior de vidrio, su núcleo es de 8um y la cubierta de 125um.
Fibras multimodo
Tienen un núcleo con índice de refracción graduado, por lo tanto la señal de salida es más dispersa que la anterior.