Este documento presenta información sobre materiales de ingeniería. Explica las familias principales de materiales, incluyendo metales, polímeros, cerámicos, compuestos y semiconductores. También describe aplicaciones comunes de estos materiales en diferentes industrias como automotriz, aeroespacial, biomédica y electrónica. El documento concluye con preguntas de repaso sobre conceptos básicos de materiales.

1. UNIVERSIDAD DE IBAGUÉ
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
MATERIALES II
Ing. Jorge Fredy Llano M

2. MATERIALES DE
INGENIERÍA

3. Ing. Jorge Fredy Llano M 3
FAMILIAS DE MATERIALES DE
INGENIERÍA

4. Ing. Jorge Fredy Llano M 4
Familias de materiales

5. Ing. Jorge Fredy Llano M 5
CICLO DE VIDA DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA

6. Ing. Jorge Fredy Llano M 6
APLICACIONES DE LOS MATERIALES

7. Ing. Jorge Fredy Llano M 7
Metales
Combinación de elementos
metálicos.
Gran número de electrones
libres.
Muchas propiedades están
relacionadas a esos
electrones. Micrografia óptica de un
latón policristalino. 100X.
Buenos conductores eléctricos
y térmicos; opacos; alta
resistencia mecánica,
moderada plasticidad y alta
tenacidad.

8. Ing. Jorge Fredy Llano M 8
Polímeros
Compuestos orgánicos a base
de carbono, hidrógeno y otros
elementos.
Estructuras moleculares muy
grandes (macro-moléculas).
Plásticos y cauchos.
Micrografia óptica de
Poseen baja densidad; transmisión de un
materiales bastante flexibles, polietileno de estructura
fácilmente con formables y esferulítica. 525X.
poco resistentes a las altas
temperaturas.

9. Ing. Jorge Fredy Llano M 9
Cerámicos
Combinación de elementos
metálicos y no metálicos
(carburos, óxidos y nitruros).
Cerámicas, arcillas, vidrios, vitro-
cerámicas
aislantes térmicos y eléctricos; Micrografia óptica de
refractarios; resistentes a medios transmisión del nitruro
de silício (Si3N4). 750X.
químicamente agresivos; muy
duras y muy frágiles.

10. Ing. Jorge Fredy Llano M 10
Compuestos
Constituidos por más de
un tipo de material.
Diseñados para
presentar las mejores
características de cada
uno de los materiales Micrografia óptica de um
involucrados. plástico reforzado con
fibras duras. 300X
Ejemplo: las llamadas fibras de vidro están
constituídas por fibras de un material cerámico
(vidrio) distribuídas en un material polimérico.

11. Ing. Jorge Fredy Llano M 11
Semiconductores
Poseen propiedades eléctricas
intermediarias de un material
conductor y un aislante.
Sus propiedades eléctricas son
extremadamente sensibles a la
presencia de impurezas.
Utilizados en la industria
electrónica para fabricar “Wafer” pulida en Si.
circuitos integrados.

12. Ing. Jorge Fredy Llano M 12
Biomateriales
Utilizados para recomponer
partes del cuerpo humano
que fueron afectadas por
enfermedades o accidentes.
Deben ser compatibles con
los tejidos y fluidos
humanos, es decir, no
pueden liberar sustancias Prótesis para implantes
tóxicas cuando están en quirúrgicos.
contacto con ellos.

13. Ing. Jorge Fredy Llano M 13
Fuselaje de avión

14. Ing. Jorge Fredy Llano M 14
Chasis de
automóvil

15. Ing. Jorge Fredy Llano M 15
Perfiles de
aluminio
extruidos

16. Ing. Jorge Fredy Llano M 16
Museo
Guggenheim
Bilbao

17. Ing. Jorge Fredy Llano M 17
Corazón artificial Venas y Arterias
autosuficiente Artificiales
Suturas Quirúrgicas

18. Ing. Jorge Fredy Llano M 18
Beneficios: menor peso, mejor eficiencia de
combustible, reducción de precio
Sistema híbrido de
fuerza (poder):
bateria ion litio, Paneles: Reducción de
celda de combustible peso y costo, mejores
resultados térmicos
Soportes del motor:
reducción de vibraciones
Hoses y belts: menor
manutención Pintura y terminación:
mejorado en pintura,
disminución de costo
Sellos: menor costo
reducción de ruido
Neumáticos: mayor tracción y
durabilidad, mejor rendimiento
Potenciales aplicaciones en muchas otras industrias y mercados: artefactos médicos,
electrónicos, materiales de construcción, artículos de uso doméstico, empaque,etc.

19. Ing. Jorge Fredy Llano M 19
Piel Artificial

20. Ing. Jorge Fredy Llano M 20
“Pellets”, Gránulos de Moldeo

21. Ing. Jorge Fredy Llano M 21
Polímeros Extruidos

22. Ing. Jorge Fredy Llano M 22
Aplicaciones de los cerámicos

23. Ing. Jorge Fredy Llano M 23

24. Ing. Jorge Fredy Llano M 24
EJEMPLO SIMPLIFICADO
Material más adecuado para fabricar un cilindro para
gas, que resista una presión de 14 Mpa.

25. Ing. Jorge Fredy Llano M 25
Preguntas de repaso
¿Qué son los materiales?
¿Para qué sirven los materiales?
¿Con qué está asociada la estructura
atómica
¿Cuáles son las familias de materiales
industriales?
¿Una característica de los metales es?

26. BIBLIOGRAFÍA
SMITH, William F. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de
materiales, 3 Ed. Mc Graw –Hill, 1998.
ASKELAND, Donald R. Ciencia e ingeniería de los
materiales. 3 Ed. International Thomson, 1998.
CALLISTER, William D, Jr. Introducción a la Ciencia e
Ingeniería de los materiales, Mc Graw Hill.