Materiales de Ultima Generacion

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS”

MATERIALES DE ÚLTIMA GENERACION

CARRERA: Ing. Mecánica Eléctrica DOCENTE: Ing. Jorge Cu!a Morale" C#RSO: Ciencia $e lo" ateriale" AL#MNOS: %ngel Aac&e 'erc( Arce Jo&an Cora&ua Jonat&an Ri)a" Cri"t&ian *a!ana

+,-

0


A a/uella" !er"ona" /ue "e "acri0ican !or !or $arn $arno" o" lo e1o e1orr en e"ta e"ta )i$a )i$a22 a nue"tro" !a$re" ( a u"te$e" $ocente" /ue a tra)é" $e "u" en"e3an4a" no" $an lo e1or2 ( no" a(u$an a /ue to$o e"to "e realice.

1

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” INDICE

'ág. CARAT#LA55555555555555..555.5555555 DEDICATORIA555555555555.5555..555555. INTROD#CCI6N55555555555.5555.5.55555. CA'7T#LO I: MATERIALES A'LICADOS EN LA IND#STRIA NA8AL -.- ACERO -9+ A5555555555555555.555555. -.+ *INALCO55.5555555.55.555555.555555. -.9 C#NIA5555...55555555555.555555555. -.9 ;IERRO GRIS5555...55555555555.555555. -.9 #RANIO5555...55555555555.5555555.5. -.9 TITANIO5555...55555555555.55555555. CA'IT#LO II: MATERIALES A'LICADOS EN LA ELECTRONICA +.- NANOT#.- GRA=ITO5555...55555555555.555..5555. >.+ 'OLI#TERANO5555...5555555555555555. >.9 ?E8LAR5555.55555555555.5555.5.555. >.> CAR.- N#E8AS TECNOLOGIAS5555555555.555..555 >.- 'RO@ECTO DE RED#CCION DE COSTOS.55.555..55 >.+ CONCL#SIONES555555555555555...555...

2


INTROD#CCI6N Lo" nue)o" ateriale" ( la acti)i$a$ econica2 la creacin ( utili4acin $e lo" nue)o" ateriale" coen4 a tener una ta"a creciente $e"!ué" $e lo" a3o" "etenta"2 cuan$o "e e!e4 a !en"ar en el e)entual agotaiento $e la" ateria" !ria" /ue $ieron "u"tento a la" !rinci!ale" !otencia" econica". A !artir $e lo" a3o" oc&enta "e aceleraron in)e"tigacione" !ara auentar la !ro$ucti)i$a$ ( la e0iciencia $e lo" recur"o" naturale" no reno)aBle"2 lo" ateriale" /ue tu)ieron alguna" $e la" á" e)i$ente" re!ercu"ione" 0ueron lo" etale" tra$icionale" coo el coBre2 el 4inc o el e"ta3o. E"ta ten$encia &a re"ulta$o "er tan gran$e inclu"o coo !ara crear nue)o" "ectore" tecnolgico" a !artir $el $i"e3o ( la a!licacin $e nue)o" ateriale". A !e"ar $e /ue la" área" !ara la" /ue "e &an $e"arrolla$o en "u a(ora "on u( e"!ec0ica" e in)olucran u"o" nue)o"2 lo" ateriale" crea$o" cuentan con ca!aci$a$e" /ue reBa"an o al eno" "ati"0acen con e0iciencia con$icione" $e o!eracin en a!licacione" /ue !ertenecan con e!licito reconociiento a ateriale" tra$icionale". La in)e"tigacin $e ateriale" auent $e anera i!ortante a !artir $e la Segun$a Guerra Mun$ial. Entre lo" !rinci!ale" e"tulo" /ue la creacin $e nue)o" ateriale" reciBi e"tu)ieron la !ro$uccin $e araento"2 la in$u"tria aeronáutica2 la carrera e"!acial ( el $e"arrollo $e la ingeniera nuclear2 a" coo lo" nue)o" reto" /ue "e !re"entan $eBi$o al auento en lo" co"to" $e la energa. En la" in)e"tigacione" $e"taca la B"/ue$a $e !ro!ie$a$e" e"!ec0ica" orienta$a" a lograr la e0iciencia gloBal $e lo" !roce"o"2 "e inci$e a" en a"!ecto" coo la re"i"tencia a la" alta" te!eratura"2 la re"i"tencia ecánica2 la re"i"tencia a la corro"in2 a" coo una a(or e0iciencia energética2 a la !ar $e re$uccione" en la $en"i$a$ ( en !e"o2 o Bien2 ca!aci$a$e" con$uctora" a!lia$a"2 tetura"2 tran"!arencia2 etc.

3

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” CAPITULO I: MATERIALES APLICADOS EN LA INDUSTRIA NAVAL

1.1

ACERO 131 A

Conoci$o coo acero na)al !or "u a!licacin en la con"truccin $e e"tructura" na)ale". e" un acero $e Ba1o !orcenta1e $e carBono Lo" acero" $e con"truccin na)al &an $e !o"eer2 una re"i"tencia "u0icienteente ele)a$a coo !ara "o!ortar !e"o" "in ro!er"e2 ni "u0rir $e0oracin !eranente2 a la" carga" a /ue "e )en "oeti$a" en "er)icio. Lo" Barco" en acero "on "eguro"2 ece!cionalente rgi$o" ( re"i"tente" a lo" !o"iBle" gol!e" contra oB1eto" 0lotante" o un !o"iBle i!acto con el 0on$o coo ningn otro aterial !ue$e &acer. E"tán certi0ica$a" !or Aerican Societ( 0or Te"ting Material"2

4


1.2

ZINALCO

E" una $i"olucin $on$e el "oluto e" un "li$o ( la" co!o"icione" e" coBre aluinio ( 4inc. La alta re"i"tencia ecánica2 re"i"tencia a la corro"in ( "u!e !la"tici$a$ "on la" !rinci!ale" caracter"tica" $e e"te nue)o aterial2 i"a" /ue lo con)ierten en una aleacin /ue !ue$e u"ar"e !ara 0aBricar una gran )arie$a$

$e

!ro$ucto"

a

tra)é"

$e

!roce"o"

con)encionale"

$e

tran"0oracin. El Ba1o !unto $e 0u"in $e e"ta aleacin en co!aracin con el $el aluinio2 latn2 Bronce o &ierro $e 0un$icin !erite a&orro" con"i$eraBle" $e energa.

5


El *inalco ca"i 0un$e con el $oBle $e ra!i$e4 /ue el aluinio ( tre" )ece" á" rá!i$o /ue el Bronce. El *inalco !re"enta caracter"tica" F"u!er!lá"tica"F !or la "ingulari$a$ en el ane1o $e "u" co!onente". El térino F"u!er!la"tici$a$F &a "i$o u"a$o !ara $e"criBir la ca!aci$a$ $e un etal !ara e"tirar"e "in 0ractura" en )ario" ciento" $e !or ciento.

1.3

CUNIA

E" una aleacin co!ue"ta !or ,H $e coBre2 H n/uel2 H aluinio ( -,H otro" etale" Se caracteri4an !or: So!ortar ile" $e tonela$a" $e !re"in2 "on altaente re"i"tente" a la corro"in2 !ue$e !eranecer $éca$a" en agua $e ar "in $eteriorar"e. E"tá co!ue"ta a Ba"e $e c&atarra2 ateriale" recicla$o" $e alaBre" $e coBre2 ile" $e one$a"2 aluinio ( n/uel !rinci!alente. E"te aterial e" utili4a$o !ara la 0aBricacin $e la" &élice"2 la" cuale" "on !ie4a" i!ortante" !ara o)ili4ar a la eBarcacin.

6


1.4

HIERRO GRIS

TaBién conoci$o coo &ierro 0un$i$o. E"ta aleacin e" una e4cla $e "oBra" $e etale" $e &ierro2 acero2 carBn ( "ilicio. E" u( utili4a$o $eBi$o a "u Ba1o co"to ( Buena a/uinaBili$a$. DeBe "er lo "u0icienteente !e"a$a !ara antener e"taBle la eBarcacin. La" ancla" /ue "e utili4an !ara 0on$ear ( reali4ar anioBra" "on con"trui$o" !rinci!alente !or e"te co!ue"to

. 7

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” 1.5

URANIO

El uranio e" una "u"tancia ra$iacti)a2 =ora !arte $e la" roca"2 tierra2 aire ( el agua ( "e &alla en la naturale4a. e" un eleento /uico $e color !latea$ogri"áceo $e la "erie $e lo" actni$o". Lo" $e a(or nero atico2 no "e encuentran en la naturale4a ( tienen tie!o" $e )i$a e$ia corto" to$o" "u" i"to!o" "on ra$iacti)o".



El reactor nuclear genera la energa e$iante el calor "urgi$o !or la $i)i"in $e lo" átoo" $e uranio2 el calor $el reactor era tran"0eri$o al agua /ue circula !or un circuito cerra$o !riario /ue inclu(e al reactor la" BoBa" ( el genera$or $e )a!or. # circuito "ecun$ario en)a )a!or $e"$e un genera$or a una turBina /ue !ro!orciona energa eléctrica a la na)e ( a la turBina !rinci!al $e !ro!ul"in /ue ue)e la &élice. El )a!or "e con$en"aBa ( el agua era reutili4a$a !or el "i"tea. No "e nece"ita aire ni oigeno lo cual !erite /ue el "uBarino traBa1e $e 0ora e0iciente

8

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” 1.6

TITANIO

titanio2 a $i0erencia $el acero no "e "oete a la corro"in2 !or e"o2 "i "e /uita la coBertura $e goa /ue en"or$ece el rui$o2 el ca"co /ue$ará coo nue)o2 "e caracteri4an !or/ue no atraen a la" ina" agnética"2 gracia" a lo" ca"co" $e titanio2 la" na)e" !ue$en 0uncionar &a"ta cien a 3o". 're"enta Buena re"i"tencia cuan$o e" "oeti$o a gran$e" !re"ione" oca"iona$a" !or la !ro0un$i$a$ $el océano

9

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” CAPITULO II: MATERIALES APLICADOS EN LA ELECTRONICA

+.-NANOT#
=ora$o !or re$e" &eagonale"



'ue$en "er etálico" o "eicon$uctore"





Re"i"tente" a alta" te!eratura"

10


A!licacione": 

=aBricacin $e !laca" electrnica" 0leiBle"



'ue$en 0aBricar e"tructura" altaente re"i"tente"





'ie4a" $e auto)ile"



0iltro" $e agua

CAPITULO III: MATERIALES APLICADOS EN LA AERONAUTICA

9.-

=I
La" 0iBra" $e carBono "on u( !e/ue3a" ( "uergi$a" en un !oletro $e "o!orte re"ultan un aterial u( li)iano ( "uaente re"i"tente. Si uno lo oB"er)a a tra)é" $e un icro"co!io2 una 0iBra $e carBono Kcu(o $iáetro e" la centé"ia !arte $e un iletro e" uc&"io á" 0ino /ue un caBello &uano.

11


En el $i"e3o aeronáutico e" !rior$ial aii4ar la relacin re"i"tencia!e"o2 o lo /ue )iene a "igni0icar /ue "e Bu"can ateriale" con !ro!ie$a$e" /ue cu!lan "iultáneaente alta re"i"tencia ecánica ( Ba1o !e"o. A$eá"2 "e encuentran otro" ca!o" $e e1ora en lo" /ue el u"o $e la nanotecnologa !o$ra con"i$erar"e2 coo !o"iBle" nue)o" re)e"tiiento" !ara !roteccin $e la corro"in o !ara u"o coo retar$a$ore" $e 0uego.

'rinci!ale" caracter"tica": 

re"i"tencia ecánica2 tenaci$a$ ( $en"i$a$



e"taBili$a$ $ien"ional K logra con"er)ar "u 0ora



aortiguacin $e )iBracione"2 re"i"tencia" ( tenaci$a$



Re"i"tencia a la 0atiga ( auto luBricacin



Re"i"tencia /uica ( térica

 

Alta con$ucti)i$a$ eléctrica Co!atiBili$a$ Biolgica.

A!licacione": 

Tran"!orte" ( artculo" $e!orti)o" 12

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” 

Tecnologa aeroe"!acial



E/ui!o" $e au$i!2 Bra4o" $e roBot



In$u"tria /uica ( nuclear



Co!onenete" e/ui!o" electroniuco"



Me$icina2 0aBricacin $e !rte"i" ( e/ui!o" /uirrgico".

CAPITULO IV: MATERIALES APLICADOS EN LA MECANICA AUTOMOTRIZ

>.-

GRA=ITO 

Te!eratura $e 0u"in

Tiene $o" !unto" tri!le"

K!unto en /ue coei"ten en e/uiliBrio tre" 0a"e" 

92,C Ba1o una !re"in $e  gc+ 

92P+QC a la" -,,2,,, at"0era"

$e !re"in 

SuBliacin

Entre 929,, ( 92,C a una !re"in $e -.,99 gc + 

Oi$acin térica

En !re"encia $e ogeno coien4a a 9,,C 

CoBu"tin

A Q+, ( QP,C e" coBu"tiBle en !re"encia $e ogeno

EM'A#ETAD#RAS DE GRA=ITO

13


La" e!a/ueta$ura" $e gra0ito SLADE $e0inen un nue)o conce!to en control $e ei"ione" en )ál)ula" ( BoBa". Acta coo "ello ecánico en 0ora $e tren4a con un conteni$o en carBonogra0ito $el 2+QH2 liBre $e aianto. E" un !ro$ucto $e u( 0ácil colocacin /ue "e a$a!ta a to$a" la" 0ora" 8ENTAJAS:   

 

>.+

O!tia !er0orance $e "ella$o Mnia 0riccin E"!ecialente recoen$a$a !ara "er)icio" $e alta !re"in (o alta te!eratura A!lia co!atiBili$a$ /uica Alta re"i"tencia a la etru"in 'OLI#RETANO

CARACTERISTICAS DEL 'OLI#RETANO: E" una e"!ua rgi$a co!ue"ta !or cer$illa" cerra$a" $e 0ora &eagonal en cu(o interior retienen el ga" ->-< /ue una "u"tancia ecolgica. E" una "u"tancia orgánica !or "nte"i" /uico". El !oliuretano e" un re"ulta$o $e la e4cla $el $i"ocianato ( !oliol2 e"te ltio encarga$o $e !ro)eer el agente e!an"or ( e"!uante. E"ta co!o"icin Brin$a una alta e0icacia coo ai"lante térico2 ac"tico e i!ereaBle. El !oliuretano e" un aterial !or $eá" noBle /ue en uc&o" !a"e" $el un$o e" $e u"o tra$icional. En nue"tro !a" e" á" conoci$a la utili4acin en la in$u"tria 0rigor0ica. 'RO'IEDADES DEL 'OLI#RETANO: Ele)a$o !o$er térico ( ai"lante2 Ba1o coe0iciente $e tra"i"in $el calor2 enor /ue lo" ai"lante" tra$icionale" KCorc&o2 0iBra $e )i$rio2 !olie"tireno e!an$i$o2 etc.  

Ai"lante continuo "in 1unta": eliina !uente" térico" I!ereaBili$a$ al agua Ken alta $en"i$a$.

14

Universidad Nacional Tecnológica del Cono Sur de Lima “UNTECS” 

      

Auto a$&erente2 a cual/uier "u!er0icie o aterial utili4a$o en la con"truccin. Ligere4a $e !e"o: no "oBrecarga la" e"tructura". Duracin In$e0ini$a. E"tan/ui$a$ total. Re"i"tencia /uica. Re"i"tencia al 0uego. Rá!i$a e1ecucin en oBra. =aBrica$o en Ba"e ->- < !or la cual no a0ecta la ca!a $e o4ono2 re"!on$ien$o a lo e"ti!ula$o en un !ro$ucto ecolgico.

#na a!licacin u( intere"ante llena $e tecnologa ( en la /ue "e a!lican to$o" lo" ti!o" $e !oliuretano e" el auto)il en $on$e la" e"!ua" 0leiBle" ti!o "laB "e e!lean en la ta!icera $e lo" a"iento"2 en alguno" relleno" !ara la re$uccin $e rui$o"2 en 1unta" en $i)er"a" !arte" interiore"2 Ba1o al0oBra2 etc. La e"!ua 0leiBle ol$ea$a "e e!lea en a"iento"2 re"!al$o" ( caBecera"2 la" e"!ua" rgi$a" tero 0ora$a" en lo" !anele" $e tec&o"2 !anele" !ara !arte interna $el co0re2 alguna" !arte" $el otor2 aB"ol)e$ora" $e i!acto2 etc. La" e"!ua" "eirgi$a" en taBlero" $e in"truento"2 $e"can"aBra4o"2 con"ola" centrale"2 etc. E"!ua $e ti!o !iel integral !ara )olante"2 0iltro" $e aire2 ( otra" !arte" $el interior $e lo" auto)ile" ( caione"2 E"!ua" ti!o RIM !ara 0a"cia"2 /ueacoco"2 enca!"ula$o $e caBle" Karne"e"2 etc. E"!ua" $e ti!o CASE !ara !erilla"2 caBle"2 0iltro" $e aceite2 !elcula anti a"tillaBle en )i$rio"2 !intura ( "ella$or2 a$&e"i)o"2 !iel "intética !ara la ta!icera2 eleento" $ecorati)o"2 etc.

AMORTIG#ADOR DE 'OLI#RETANO: 'oliuretano icro celular: Se caracteri4a !or "u e"tructura !oro"a a célula" aBierta". Su ele)a$a co!re"iBili$a$ )oluétrica ( la e!an"in lateral conteni$a Kre$uccin $el ,H $e la altura inicial ( e!an"in lateral $entro $el >,H lo &acen !articularente i$neo al "er utili4a$o coo eleento aortigua$or. 15


Se !ue$e reali4ar con $i)er"a" $en"i$a$e" en tal o$o $e antener el !unto $e co!re"in en el )alor $e"ea$o. CARACTERISTICAS =#NDAMENTALES    

>.9

Co!re"iBili$a$ etrea &a"ta - $el )oluen inicial Máia ligere4a Re"i"tencia a lo" aceite"2 gra"a" e &i$rocarBuro" Re$uce lo" 0actore" $e rui$o ( )iBracin aortiguan$o lo" gol!e" ?E8LAR

El e)lar K!oli!ara0enileno tere0talai$a e" una ai$a "interi4a$a !or la e!re"a Du'ont. La" 0iBra" $e e"te co!ue"to !re"entan alta" !re"tacione" ecánica" !or

la orientacin !er0ecta $e la" olécula" $el !olero2 $e"tacan$o !rinci!alente "u re"i"tencia a traccin ( a ci4alla$ura. Material $e ele)a$a $uracin2 á" re"i"tente al u"o inten"o. Su" cuali$a$e" con u"o o$era$o "on "iilare" a la" $e ateriale" orgánico"2 "i Bien !re"enta ligera 0acili$a$ a e"altar"e en trá0ico con !ara$a" continua"2 re"ultan$o en un $e"li4aiento &a"ta un nue)o u"o inten"o. Rango $e te!eratura" "u!erior en general2

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aun/ue !ue$e $e"truir"e !or "oBrecalentaiento Kno !re"enta ca!aci$a$ $e retorno a la" caracter"tica" originale". 're"enta un !ero$o $e 0uncionaiento irregular inicial2 !ero$o $e ro$a1e2 $e en torno a -,,, 2 !u$ien$o !ro$ucir"e $e"li4aiento". Durante e"te !ero$o

"e

&a

$e

!ro0e"ar

un

cui$a$o

e"!ecial

!ara

e)itar

"oBrecalentaiento" !ro$uci$o" !or un $e"li4aiento ece"i)o. El aterial e" $e color &oogéneo aarillo)er$e.

>.>

CAR
#"ualente encontra$o" en "i"tea" ulti$i"co2 $on$e "e !ro$ucen ele)a$o" $e"li4aiento"2 "on ca!ace" $e "o!ortar te!eratura" u( ele)a$a". So!ortan !otencia" !or encia $e lo" ,, caBallo". La conein e" á" aBru!ta (2 a$eá"2 ero"ionan el aterial $el )olante otor ( $i"co $e !re"in á" rá!i$aente El carBono2 0oran$o 0iBra" oBteni$a" !or terli"i" $e 0iBra" $e !oliacrilato2 !re"enta una $uraBili$a$ ligeraente a(or2 enor !e"o ( enor ca!aci$a$ $e ero"in2 ientra" /ue el aterial ceráico "o!orta te!eratura" a(ore" ( !re"enta a(or rigi$e4. ABo" !ue$en encontrar"e !or "e!ara$o 0oran$o la" !a"tilla" $e eBrague2 $e carBono o ceráico"2 aun/ue la ten$encia actual e" a coBinarlo" 0oran$o el ti!o $e aterial a/u e!ue"to. El $i"e3o ulti$i"co !ue$e re"ultar en un co!ortaiento ligeraente )iBratorio en el eBraga$o. El rango $e colore"2 aBarca atice" claro" coo el gri"2 ro"a o arrn.

17


CAPITULO V: MATERIALES APLICADOS EN LA METALURGICA

.-

N#E8AS TECNOLOGIAS U

El !ro(ecto F#ltraSSMF ( F#ltraga""ingF !or la 0un$icin A"ca

U

#ltraSSM2 en el /ue "e &a e"tu$ia$o el e0ecto $e lo" ultra"oni$o" en la "oli$i0icacin $el aluinio. La inno)acin $e e"te !ro(ecto !eritirá $i"!oner $e un e/ui!o a$a!taBle ( $e Ba1o co"te !ara á/uina" con)encionale"

$e

0un$icin2

!eritien$o

la

generacin

(

tran"0oracin $el aluinio en e"ta$o "ei"li$o. U

#ltraga""ing2 con el /ue A"ca &a con"egui$o $e"arrollar una tecnologa /ue !eritirá la eliinacin $e ga"e" containante" !eligro"o" ( la eliinacin $e i$o" !re"ente" en el aluinio.

U

=leica"t2 /ue !erite re$ucir el !orcenta1e $e rec&a4o $e !ie4a" $e0ectuo"a" ( lo" tie!o" $e i!ro$ucti)i$a$ gracia" al $e"arrollo $e un "i"tea e!erto /ue !erite una autoati4acin inteligente $el !roce"o  Soun$ca"t2 /ue 0acilita una !re$iccin $e la cali$a$ $e la" !ie4a" 0aBrica$a" e$iante 0un$icin a !re"in $e aluinio

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.+

'RO@ECTO DE RED#CCION DE COSTOS U

#tili4acion $el tiocon0ora$o con un !roce"o en el /ue "e tiene el aterial entre l/ui$o ( "li$o ( "e le $a 0ora en e"e e"ta$o "ei"li$o. To$o ello o0rece cierta" )enta1a" re"!ecto al éto$o con)encional2 la 0or1a.

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CONCLUSIONES



Se conclu(e /ue lo" ateriale" $e ultia generacin "ati"0acen con e0iciencia2 la" con$icione" $e o!eracin en a!licacione" /ue !ertenecan con e!licito reconociiento a ateriale" tra$icionale".



'erite !re"er)ar el e$io aBiente2 !ue" "e re!la4a lo" co!ue"to" no reno)aBle"2 !or otra" alternati)a" !ro$ucien$o un a&orro $e energa ( una $i)er"i$a$ $e !ro$ucto" en el erca$o



El $e"arrollo $e la a!licacin2 cálculo ( "eleccin $e ateriale" e"!ec0ico" "ie!re $e!en$erá $e la e)olucin $e la tecnologa.



E" i!ortante /ue "e continue con e"tu$io" $e nue)o" ateriale"2 !ue" e"to" "on a!lica$o" en to$o" lo" ca!o"2 e1oran$o la" con$icione" $e la )i$a &uana.

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Materiales de Ultima Generacion

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