Taller Repaso Corte 2 (1).docx

TALLER REPASO CORTE 2 Ingeniería Industrial Materiales Este taller es diseñado como una guía de estudio para el parcial del corte dos. No será calificado

1. ¿Cuál es la división de los biomateriales? Nombre tres ejemplos de cada una de ellas A. B. C. D.

Polímeros: colágeno, nylon, siliconas Metales: Oro, aleación de cobalto-cromo, acero inoxidable Compuestos: bioglass-cerámica, aloinjerto y xenoinjerto. Ceramicas: La alúmina, la circona y el

carbono

pirolítico

2. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del uso de los biomateriales? A. Compuestos -La principal ventaja de los compuestos es que son fuertes a la vez que ligeros. Tienen baja densidad y también son resistentes a la corrosión. -El alto costo involucrado en la fabricación de composites es una desventaja. Además, su forma no se puede cambiar fácilmente. B. Cerámicas -La principal ventaja es que son fuertes y químicamente inertes. Tienen una alta resistencia a la compresión, que es necesaria para los implantes óseos. Algunos materiales cerámicos también son biodegradables. -La dificultad en la fabricación forma la principal desventaja. También pueden minimizar el crecimiento interno del hueso. A veces, los implantes pueden aflojarse con el tiempo y desalojarse. C. Metales -Las principales ventajas de los metales son que son fuertes y resistentes a la degradación de la fatiga. Tienen memoria de forma y se pueden esterilizar fácilmente antes de su uso. -La principal desventaja es que el metal puede corroerse debido a la reacción química con las enzimas y los ácidos del cuerpo. También puede causar toxicidad por iones metálicos en el cuerpo. D. Polímeros Los polímeros son ampliamente utilizados, ya que pueden fabricarse para adaptarse a su uso. Son fáciles de fabricar y modificar. También son biodegradables, lo cual es una ventaja y una desventaja. Debido a la interacción intensa con el cuerpo, pueden lixiviar, lo que lleva al desgaste. También pueden absorber importantes nutrientes y agua de la sangre.

3. Nombre cinco aplicaciones diferentes a material de empaque de los biomateriales A. Poliolefina: Se usa como film transparente, bolsas de la compra, film agrícola, revestimiento para brics de leche. B. Poliamidas: se utiliza fijaciones de esquíes, patines en línea. C. Proteína de soja: Revestimientos para la madera y las manchas de cemento, masilla y otros productos de construcción. D. Celofán: Se utiliza principalmente como envoltorio, para envolver y adornar regalos y ramos florales. E. Quitina: Es usada como agente floculante para tratamiento de agua, como agente para curar heridas, como espesante y estabilizador en alimentos y medicamentos, como resina de intercambio iónico. 4. Nombre cinco biomateriales, describa sus fuentes y nombre cuatro ventajas y desventajas A. Acrílicos (biomaterial polimérico): -Resistencia al impacto, transmisión de luz, resistencia química -Resistencia a la Intemperie, estabilidad dimensional -Conductividad eléctrica -Una desventaja es que pueden desarrollar hongos -El acrílico no es muy fuerte y experimenta un fallo quebradizo, lo que significa que se raja inmediatamente sin mucho flexión. B. Poliuretanos (biomaterial polimérico): -Los poliuretanos son productos elastómeros flexibles que mantienen sus características elásticas -Los poliuretanos no se afectan tampoco al estar sometidos a bajas o altas temperaturas. -Permiten estanqueidad de agua sin daños en su estructura química. -La corta vida es una desventaja importante de los productos de poliuretano. El poliuretano tiene tendencias higroscópicas, es decir, las características de absorción de agua. C. Alúmina (biomaterial cerámico): -Los componentes de alúmina pueden ser fabricados mediante diferentes métodos, incluyendo el prensado, la extrusión, el colado y el moldeo por inyección. -Eléctricamente aislante, alta conductividad térmica, alta resistencia y rigidez, excelente resistencia a ácidos y álcalis fuertes a elevadas temperaturas D. Easy-graft (biomaterial cerámico): -Se aplica directamente desde la jeringa a las muelas. El material se endurece y crea un injerto óseo poroso pero estable. -El material no resulta nocivo para el organismo porque se absorbe por el organismo. E. Circona (biomaterial cerámico): -Por sus excelentes propiedades mecánicas se utilizan en prótesis articulares

-Bajo proceso de investigación es la combinación de prótesis de circonas y nanopartículas. - Partículas de Ni se adhieren perfectamente a la superficie de la circona a través de enlaces covalentes y aumentan considerablemente la dureza del material. 5. ¿Qué materiales son usados para la construcción de elementos comunes en la vida cotidiana (exposiciones de videos)? ¿por qué son usados estos materiales? De tres ejemplos A. B. C. D.

Caja negra de un avión: Acero, aluminio Boligrafo BIC: Carburo de tungsteno, latón, polipropileno, poliestireno de cristal Imán: Ferrita, neodimio, samario, alnico o mezcla de estos con polimeros plasticos. Espejo: Acantita, plata, estaño, sulfato de cobre

6. Nombre propiedades que puedan ser medidas en los materiales. Defínalas y clasifíquelas en ensayos destructivos y no destructivos Destructivos A. Tracción: Es la máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes en el material. B. Dureza: Permite determinar la resistencia que ofrece un material a ser rayado o penetrado por una pieza de otro material distinto. C. Compresión: Sirve para determinar la resistencia de un material o su deformación ante un esfuerzo de compresión. D. Flexión: Su objetivo es determinar las propiedades mecánicas de los materiales relacionadas con los esfuerzos y flechas (deformaciones) en los puntos máximo y de rotura, y módulo elástico en flexión. E. Torsión: es un mecanismo en que se deforma una muestra aplicando un par torsor. La deformación plástica alcanzable con este es mucho mayor que en los de tracción o en los de compresión. F. Desgaste: El método se emplea para determinar la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados, empleando la máquina de los ángeles con una carga abrasiva.

No destructivos A. Inspección Visual: El principal instrumento de este ensayo es el ojo humano, este es complementado frecuentemente con instrumentos de magnificador, iluminación y medición. B. Líquidos Penetrantes: Se utiliza para detectar e identificar discontinuidades que se encuentran en las superficies de los materiales examinados. C. Partículas Magnéticas: Se utiliza principalmente corriente eléctrica para crear un flujo magnético en una pieza y al aplicarse un polvo ferromagnético produce la indicación donde exista distorsión en las líneas de flujo (fuga de campo). D. Ultrasonido: Las ondas se propagan produciendo perturbaciones generando la oscilación de las partículas alrededor de sus posiciones de equilibrio. E. Radiografía: La absorción diferencial de las radiaciones X o γ en los materiales y la sensibilización de las emulsiones fotográficas, constituyen la base del método.

F. Corrientes inducidas: Consiste en inducir corrientes en un material conductor; no se requiere contacto eléctrico. Se observan las variaciones de impedancia del sistema en presencia de una discontinuidad; esta variación se presenta en Amplitud (volumen de material faltante) y Fase (profundidad). 7. Defina: Dureza, elasticidad, esfuerzo último, fatiga, friabilidad, cohesividad, friabilidad, biodegradabilidad ➔ ➔ ➔ ➔ ➔ ➔

Dureza: Resistencia que opone un material hacer penetrado o rayado. Elasticidad: Capacidad del material en deformarse y volver a su forma inicial. Esfuerzo último: La última resistencia antes de que se rompa el material Fatiga: Resistencia que tienen los materiales a la rotura Cohesividad: Que tan unidos están las moléculas de los materiales Fragilidad: Un material es frágil, cuando se rompe al aplicar una fuerza, sin deformarse previamente. Los materiales frágiles tienen las fases elástica y plásticas muy reducidas. ➔ Biodegradabilidad:es las sustancias y los materiales orgánicos de descomponerse en

sustancias más sencillas. 8. ¿Qué es el número de coordinación? Es la unión átomos que están cerca al átomo central 9. ¿Qué es una aleación? Es una solución sólida compuesta por dos o más elementos, en los cuales por lo menos uno de éstos es un metal. 10. ¿Cuáles

son

las

diferencias

entre

una

sustancia

pura

y

las

aleaciones?

Sustancias puras: ● No pueden separarse en otras sustancias por procedimientos físicos ● Las sustancias puras se clasifican en elementos y compuestos. Aleaciones ● Es un elemento de propiedades metálicas ● La combinación de dos o más elementos metálicos ● Suelen considerarse por lo general como mezclas, dado que no se producen reacciones químicas entre los elementos juntados, es decir, sus átomos no se entrelazan ni cambia la constitución de sus moléculas. 11. Ejercicios de aleaciones y de estructura cristalina serán evaluados

Ejemplo:

12. ¿Cómo define un diagrama de fases? ¿Cuál es su función y para qué procesos se utilizan? Es una gráfica de presión vs temperatura, que muestra cuando una sustancia(aleación) pasa de una fase sólida, líquida o gaseosa. Una fase puede definirse como cualquier porción, incluyendo el total de un sistema el cual es físicamente homogénea dentro del mismo y delimitado por una superficie que lo separa de cualquier otra porción. Se utiliza para la solubilidad de una, dos o más sustancias que se van a mezclar. 13. ¿Por qué son importantes las pruebas de caracterización de materiales? Es la identificación de un material a partir del estudio de sus propiedades fisicas, quimicas, etc. 14. ¿Para qué sirve o emplea el método de la palanca? El método de la palcan se utiliza para saber el porcentaje de la fase que se encuentra la sustancia .

porcentaje de la fase= (brazo opuesto de la palanca/ longitud de la linea de interconexion )x100 15. ¿Defina segregación? ¿Cómo ocurre este proceso? Nombre un ejemplo ¿Cómo ocurre este proceso? ➔ La Composición química del sólido que se forma primero es diferente a la del sólido que se forma al final ¿Defina segregación? ➔ Composición química no homogénea en la pieza → Prop mecánicas Ejemplo ¿Cómo ocurre este proceso? 16. ¿Qué es el punto eutéctico? De dos ejemplos -Punto eutéctico: Es la transición directa de líquido a sólido

17. ¿Qué es el punto peritéctico? De dos ejemplos -Punto peritéctico: ➔ Regiones en las cuales se tienen todas las mezclas, depende de la temperatura ➔ Cambio de propiedades fisicas y quimicas ➔ Condiciones no estables, características de todas las mezclas.

18. ¿En condiciones se da la solubilidad limitada en aleaciones? De un ejemplo La adición de una cantidad adicional de soluto a este límite de solubilidad forma otra solución sólida o compuesto con otra composición diferente y que por lo tanto constituye una nueva fase.

Bono Esta actividad es libre, será evaluada solo para aquellos que deseen presentarla el día del parcial. La nota máxima será de 0.5 que se sumarán a la nota de su parcial, si es correcta y siguieron todas las recomendaciones Consulte el libro Ciencia e ingeniería de los materiales de Askeland y revise el tema de relación de las características de los materiales y los diagramas de fases, solidificación de aleaciones de solución sólida, solidificación fuera de equilibrio y segregación y endurecimiento por solución sólida. Revise los ejemplos y elija un ejercicio propuesto al final de capítulo, el cual deberá ser resuelto. Debe incluir la edición del libro consultado y el número del ejercicio realizado.