CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES [PDF]
Autor: Donald R. Askeland - Wendelin J. Wright
Séptima Edición
Cengage Learning
PRESENTACIÓN
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 época. Con el tiempo, nuestra comprensión sobre el tema ha avanzado y hemos incorporado nuevas ideas sobre los principios fundamentales de la estructura, los defectos, la cinética y el procesamiento que son aplicables a todos los materiales. Como resultado, comprendemos mejor el comportamiento observable y macroscópico de los materiales, con diferentes características como resistencia mecánica, dureza, conductividad eléctrica, índice de refracción, y resistencia a la corrosión, y lo relacionamos más directamente con los fenómenos a nivel atómico.
Nuestras herramientas para la clasificación y manipulación de los materiales también han crecido de forma mucho más sofisticada, lo que nos permite tener una visión más profunda de las estructuras y fenómenos materiales. Al límite de la innovación nos encontramos con el descubrimiento, o incluso la creación de materiales totalmente nuevos, lo que a menudo es posible gracias a las nuevas técnicas de procesamiento, que aluden al equilibrio para hacer que los materiales existan en estados metaestables, así 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 composición de los materiales a nivel casi atómico, así como aplicar técnicas como la microscopía de alta resolución electrónica de transmisión, la incidencia rasante de difracción de rayos X y la espectroscopia de pérdida de energía de electrones. Al mismo tiempo, el procesamiento de materiales ha avanzado hasta el punto en que se pueden generar o depositar láminas delgadas de sólo unas capas atómicas de grosor y se pueden fabricar estructuras tridimensionales con dimensiones de decenas de nanómetros o menos. Toda la industria de la electrónica se basa en estos avances. Los televisores de pantalla plana, los sistemas inalámbricos de alta velocidad de datos, las computadoras portátiles y los dispositivos de telecomunicaciones, automóviles y otros sistemas de transporte. . . estas y otras tecnologías dependen de nuestra comprensión de los materiales.
CONTENIDO
Capítulo 1 Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales
1-1 ¿Qué es la ciencia e ingeniería de materiales?
1-2 Clasificación de los materiales
1-3 Clasificación funcional de los materiales
1-4 Clasificación de los materiales con base en la estructura
1-5 Efectos ambientales y diversos
1-6 Diseño y selección de materiales
Capítulo 2 Estructura atómica
2-1 Estructura de los materiales: relevancia tecnológica
2-2 Estructura del átomo
2-3 Estructura electrónica del átomo
2-4 Tabla periódica
2-5 Enlace atómico
2-6 Energía de unión y espaciado interatómico
2-7 Las muchas formas del carbono: relaciones entre los arreglos de los átomos y las propiedades materiales
Capítulo 3 Arreglos atómicos e iónicos
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 alotrópicas o polimórficas
3-5 Puntos, direcciones y planos de la celda unitaria
3-6 Sitios intersticiales
3-7 Estructuras cristalinas de los materiales iónicos
3-8 Estructuras covalentes
3-9 Técnicas de difracción del análisis de estructuras cristalinas
Capítulo 4 Imperfecciones en los arreglos atómicos e iónicos
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
Capítulo 5 Movimientos de átomos e iones en los materiales
5-1 Aplicaciones de la difusión
5-2 Estabilidad de átomos e iones
5-3 Mecanismos de difusión
5-4 Energía de activación de la difusión
5-5 Velocidad de difusión [primera ley de Fick]
5-6 Factores que afectan la difusión
5-7 Permeabilidad de los polímeros
5-8 Perfil de composición [segunda ley de Fick]
5-9 Difusión y procesamiento de materiales
Capítulo 6 Propiedades mecánicas: primera parte
6-1 Importancia tecnológica
6-2 Terminología de las propiedades mecánicas
6-3 Prueba de tensión: uso del diagrama esfuerzo-deformación
6-4 Propiedades que se descubren a partir de la prueba de tensión
6-5 Esfuerzo verdadero y deformación verdadera
6-6 Prueba de flexión de materiales quebradizos
6-7 Dureza de los materiales
6-8 Nanoindentación
6-9 Efectos de la rapidez de deformación y comportamiento ante el impacto
6-10 Propiedades que se descubren a partir de la prueba de impacto
6-11 Vidrios metálicos voluminosos y su comportamiento mecánico
6-12 Comportamiento mecánico a escalas pequeñas de longitud
6-13 Reología de los líquidos
Capítulo 7 Propiedades mecánicas: segunda parte
7-1 Mecánica de la fractura
7-2 Importancia de la mecánica de la fractura
7-3 Características microestructurales de una fractura en materiales metálicos
7-4 Características microestructurales de las fracturas en cerámicas, vidrios y compuestos
7-5 Estadística de Weibull para analizar la resistencia a la falla
7-6 Fatiga
7-7 Resultados de la prueba de fatiga
7-8 Aplicación de la prueba de fatiga
7-9 Termofluencia, ruptura por esfuerzo y corrosión por esfuerzo
7-10 Evaluación del comportamiento de la termofluencia
7-11 Uso de datos de la termofluencia
Capítulo 8 Endurecimiento por deformación y recocido
8-1 Relación del trabajo en frío con la curva de esfuerzo-deformación
8-2 Mecanismos del endurecimiento por deformación
8-3 Propiedades frente al porcentaje de trabajo en frío
8-4 Microestructura, endurecimiento por textura y esfuerzos residuales
8-5 Características del trabajo en frío
8-6 Las tres etapas del recocido
8-7 Control del recocido
8-8 Recocido y procesamiento de materiales
8-9 Trabajo en caliente
Capítulo 9 Principios de la solidificación
9-1 Importancia tecnológica
9-2 Formación de núcleos
9-3 Aplicaciones de la nucleación controlada
9-4 Mecanismos de crecimiento
9-5 Tiempo de solidificación y tamaño dendrítico
9-6 Curvas de enfriamiento
9-7 Estructura de la pieza colada
9-8 Defectos de solidificación
9-9 Procesos de vaciado para fabricar componentes
9-10 Colada continua y vaciado de lingotes
9-11 Solidificación direccional [SD], crecimiento de monocristales y crecimiento epitaxial
9-12 Solidificación de polímeros y vidrios inorgánicos
9-13 Unión de materiales metálicos
Capítulo 10 Soluciones sólidas y equilibrio de fases
10-1 Fases y diagrama de fases
10-2 Solubilidad y soluciones sólidas
10-3 Condiciones de la solubilidad sólida ilimitada
10-4 Endurecimiento por solución sólida
10-5 Diagramas de fases isomorfos
10-6 Relación entre las propiedades y el diagrama de fases
10-7 Solidificación de una aleación de solución sólida
10-8 Solidificación y segregación fuera de equilibrio
Capítulo 11 Endurecimiento por dispersión y diagramas de fases eutécticas
11-1 Principios y ejemplos del endurecimiento por dispersión
11-2 Compuestos intermetálicos
11-3 Diagramas de fases que contienen reacciones de tres fases
11-4 Diagrama de fases eutécticas
11-5 Resistencia de las aleaciones eutécticas
11-6 Eutécticos y procesamiento de materiales
11-7 Solidificación sin equilibrio en el sistema eutéctico
11-8 Nanoalambres y el diagrama de fases eutécticas
Capítulo 12 Endurecimiento por dispersión mediante transformaciones de fase y tratamiento térmico
12-1 Formación de núcleos y crecimiento en reacciones en estado sólido
12-2 Aleaciones endurecidas por exceder el límite de solubilidad
12-3 Endurecimiento por envejecimiento o por precipitación y sus aplicaciones
12-4 Evolución microestructural en endurecimiento por envejecimiento o por precipitación
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 reacción eutectoide
12-9 Control de la reacción eutectoide
12-10 La reacción martensítica y el revenido
12-11 Las aleaciones con memoria de forma [AMF]
Capítulo 13 Tratamiento térmico de aceros y hierros colados
13-1 Designaciones y clasificación de los aceros
13-2 Tratamientos térmicos simples
13-3 Tratamientos térmicos isotérmicos
13-4 Tratamientos térmicos de templado y revenido
13-5 Efecto de los elementos de aleación
13-6 Aplicación de la templabilidad
13-7 Aceros especiales
13-8 Tratamientos superficiales
13-9 Soldabilidad del acero
13-10 Aceros inoxidables
13-11 Hierros fundidos
Capítulo 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 níquel y cobalto
14-5 Aleaciones de titanio
14-6 Metales refractarios y preciosos
Capítulo 15 Materiales cerámicos
15-1 Enlace en los materiales cerámicos
15-2 Estructura de los materiales cerámicos cristalinos
15-3 Defectos en las cerámicas cristalinas
15-4 Fallas en los materiales cerámicos
15-5 Síntesis y procesamiento de los materiales cerámicos cristalinos
15-6 Sílice y silicatos compuestos
15-7 Vidrios inorgánicos
15-8 Vidrios-cerámicos
15-9 Procesamiento y aplicaciones de productos de arcilla
15-10 Refractarios
15-11 Otros materiales cerámicos
Capítulo 16 Polímeros
16-1 Clasificación de los polímeros
16-2 Polimerización por adición y condensación
16-3 Grado de polimerización
16-4 Termoplásticos comunes
16-5 Relaciones estructura-propiedades en termoplásticos
16-6 Efecto de la temperatura en termoplásticos
16-7 Propiedades mecánicas de los termoplásticos
16-8 Elastómeros (cauchos)
16-9 Polímeros termoestables o termofijos
16-10 Adhesivos
16-11 Procesamiento y reciclaje de polímeros
Capítulo 17 Materiales compuestos: trabajo en equipo y sinergia en materiales
17-1 Materiales compuestos endurecidos por dispersión
17-2 Compuestos particulados
17-3 Compuestos reforzados con fibras
17-4 Características 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
Capítulo 18 Materiales de construcción
18-1 Estructura de la madera
18-2 Contenido de humedad y densidad de la madera
18-3 Propiedades mecánicas de la madera
18-4 Expansión y contracción 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
Capítulo 19 Materiales electrónicos
19-1 Ley de Ohm y conductividad eléctrica
19-2 Estructura de las bandas de sólidos
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 Deposición de películas delgadas
19-8 Conductividad en otros materiales
19-9 Aislantes y sus propiedades dieléctricas
19-10 Polarización en dieléctricos
19-11 Electroestricción, piezoelectricidad y ferroelectricidad
Capítulo 20 Materiales magnéticos
20-1 Clasificación de los materiales magnéticos
20-2 Dipolos magnéticos y momentos magnéticos
20-3 Magnetización, permeabilidad y campo magnético
20-4 Materiales diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos, ferrimagnéticos y superparamagnético
20-5 Estructura del dominio y el ciclo de histéresis
20-6 La temperatura de Curie
20-7 Aplicaciones de los materiales magnéticos
20-8 Materiales magnéticos metálicos y cerámicos
Capítulo 21 Materiales fotónicos
21-1 El espectro electromagnético
21-2 Refracción, reflexión, absorción y transmisión
21-3 Absorción, transmisión o reflexión selectivas
21-4 Ejemplos y uso de fenómenos de emisión
21-5 Sistemas de comunicaciones por fibra óptica
Capítulo 22 Propiedades térmicas de los materiales
22-1 Capacidad térmica y calor específico
22-2 Expansión térmica
22-3 Conductividad térmica
22-4 Choque térmico
Capítulo 23 Corrosión y desgaste
23-1 Corrosión química
23-2 Corrosión electroquímica
23-3 Potencial del electrodo en celdas electroquímicas
23-4 Corriente de corrosión y polarización
23-5 Tipos de corrosión electroquímica
23-6 Protección contra corrosión electroquímica
23-7 Degradación microbiana y polímeros biodegradables
23-8 Oxidación y otras reacciones gaseosas
23-9 Desgaste y erosión
* Recuerda que nuestras publicaciones están libres de enlaces maliciosos, ni publicidad engañosa. Si alguno de nuestros enlaces se encuentra caído, agradecería que nos lo comuniquen.
Atentamente,
Admin de Hidro SM
