Conceptos básicos
Define Ciencia de Materiales e Ingeniería de Materiales
Ciencia de los materiales: estudia las relaciones entre la estructura interna, la síntesis y el procesamiento de los materiales y sus propiedades.
Ingeniería de materiales: tiene su foco en como transformar los materiales para obtener un dispositivo útil.
Menciona los cuatro arreglos atómicos y un ejemplo de cada uno
Sin Orden.
Orden de corto alcance.
Orden de largo alcance.
Cristales líquidos
¿Cómo se define la corrosión y qué tipo de proceso la causa?
La corrosión es el deterioro de un material debido a un ataque electroquímico por su entorno.
¿Qué es la capacidad de calor y cómo se define?
La capacidad de calor es la energía requerida para elevar la temperatura de un mol de un material en un grado.
¿Cuál es la función principal de los materiales dieléctricos en dispositivos electrónicos, y cómo se diferencian de los conductores?
Los materiales dieléctricos almacenan carga sin permitir el paso de electricidad, a diferencia de los conductores, que permiten el flujo de corriente. Los dieléctricos se utilizan en dispositivos electrónicos para mantener la energía en campos eléctricos, como en los condensadores.
Menciona las seis clasificaciones de los materiales
Metales y Aleaciones
Cerámicos
Vidrios y Vitroceramicos
Polímeros
Semiconductores
Materiales compuestos
En el contexto de ciencia de los materiales, ¿Qué es una red y por qué es esencial entender en que consisten?
Es una estructura tridimensional compuesta por puntos en posiciones espaciales fijas, que se repiten periódicamente en el espacio. Cada punto en la red representa la posición de átomos, iones o moléculas en un material, y la disposición de estos puntos define la estructura cristalina del material. La red es esencial para entender las propiedades físicas y mecánicas de los materiales cristalinos
¿Qué es el desgaste y cómo se produce?
El desgaste es el daño de la superficie de un material causado por la remoción de material cuando dos superficies sólidas están en movimiento relativo entre sí.
¿Por qué se utilizan materiales cerámicos como aislantes térmicos?
Los materiales cerámicos tienen baja conductividad térmica debido a que transfieren calor principalmente mediante vibraciones de la red cristalina (fonones), lo que los hace buenos aislantes térmicos.
¿Por qué los materiales ferromagnéticos son ideales para dispositivos de almacenamiento de información, como discos duros?
Los materiales ferromagnéticos pueden retener información en forma de datos binarios debido a su capacidad para mantener magnetización en imanes microscópicos, lo que permite almacenar datos de forma estable en dispositivos como discos duros y cintas magnéticas.
Menciona los cinco niveles de estructura de los materiales
Macroestructura
Microestructura
Nanoestructura
Arreglos Atómicos
Estructura Atómica
¿Qué son las transformaciones alotrópicas o polimorfas en los materiales y en qué condiciones suelen ocurrir?
Las transformaciones alotrópicas son cambios en las estructuras cristalinas de un mismo elemento, que ocurren dependiendo de la presión y temperatura.
¿Qué diferencia hay entre la corrosión intergranular y la corrosión microbiológica?
La corrosión intergranular ocurre en los límites de grano, formando una celda galvánica en la segunda fase, mientras que la corrosión microbiológica es causada por microorganismos que generan las condiciones necesarias para el proceso corrosivo.
¿Qué papel juegan los fonones en la transferencia de calor en materiales semiconductores a bajas temperaturas?
A bajas temperaturas, los fonones son los principales portadores de energía en los semiconductores, transfiriendo calor a través de vibraciones de la red cristalina.
¿Cómo afectan los materiales fotónicos la propagación de la luz y qué fenómenos ópticos utilizan para lograrlo?
Los materiales fotónicos afectan la propagación de la luz manipulando cómo esta se refleja, absorbe y transmite. Utilizan fenómenos ópticos como la refracción (cambio de dirección de la luz al pasar de un medio a otro) y la difracción (dispersión de la luz al atravesar una abertura o pasar por un obstáculo).
Explica qué es el átomo
Esta constituido por un núcleo central muy denso, formado por protones y neutrones , con electrones que se mueven alrededor del núcleo a una distancia relativamente grande.
¿Qué son los índices de Miller y para qué se utilizan en la ciencia de materiales?
Los índices de Miller son una notación para describir direcciones y planos cristalográficos en materiales, importantes para definir orientaciones en cristales, especialmente en celdas unitarias.
¿En qué consiste la protección catódica y cómo ayuda a prevenir la corrosión?
La protección catódica consiste en agregar un metal que actúa como cátodo, de modo que el metal principal no pierda electrones y se oxide. Este método ayuda a prevenir la corrosión al sacrificar el material añadido en lugar del metal que se desea proteger.
Explica cómo el coeficiente de expansión térmica influye en el comportamiento de un material al calentarse.
El coeficiente de expansión térmica describe el cambio en la longitud de un material cuando aumenta la temperatura. Un mayor coeficiente implica que el material se expandirá más con el calor, lo cual es relevante en aplicaciones donde se producen cambios térmicos.
¿Qué es la nucleación heterogénea y cómo influye en el proceso de solidificación de metales?
La nucleación heterogénea ocurre cuando un sólido se forma a partir del líquido sobre una superficie de impureza. Esta forma de nucleación es común en la solidificación de metales, ya que las impurezas y las paredes del molde actúan como sitios de nucleación, facilitando la formación de núcleos sólidos.
Menciona los cuatros tipos de enlaces
Enlace Metálico
Enlace Covalente
Enlace Iónico
Enlace de Van der Waals
Explica el concepto de "densidad planar" y su importancia en el estudio de las direcciones cristalográficas de los materiales.
La densidad planar es la cantidad de átomos presentes en un plano específico por unidad de área, importante en la ciencia de materiales porque las propiedades mecánicas y físicas de los materiales pueden variar dependiendo de la densidad atómica en ciertos planos.
¿Cómo influye la polarización en la velocidad de corrosión, y cuáles son los tres tipos de polarización descritos?
La polarización afecta la velocidad de corrosión al cambiar el potencial de ánodo y cátodo en la celda. Los tres tipos de polarización son: activación (energía para iniciar la reacción), concentración (formación de granos en el ánodo cuando los iones no se disuelven rápidamente) y resistencia (la resistividad del electrolito que reduce la velocidad de corrosión).
¿Cómo se relacionan la conductividad térmica y la conductividad eléctrica en los metales, y qué papel juega la Constante de Lorentz en esta relación?
En los metales, la conductividad térmica y la conductividad eléctrica están relacionadas, ya que los mismos electrones libres que transportan electricidad también transfieren calor. La Constante de Lorentz establece una relación entre ambas propiedades, indicando que en condiciones ideales el valor de una es proporcional a la otra.
¿Qué es la nucleación heterogénea y cómo influye en el proceso de solidificación de metales?
La nucleación heterogénea ocurre cuando un sólido se forma a partir del líquido sobre una superficie de impureza. Esta forma de nucleación es común en la solidificación de metales, ya que las impurezas y las paredes del molde actúan como sitios de nucleación, facilitando la formación de núcleos sólidos.