CONTENIDO
Capitulo 1. Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales 1
1.1. Materiales e ingeniería 1
1.2. Ciencia e ingeniería de materiales 4
1.3. Tipos de materiales 5
1.4. Competición entre materiales 11
1.5. Futuras tendencias en el uso de materiales 14
Capitulo 2. Estructura atómica y enlace 21
2.1. La estructura de los átomos 21
2.2. Números atómicos y masas atómicas 22
2.3. La estructura electrónica de los átomos 26
2.4. Tipos de enlaces atómicos y moleculares 39
2.5. Enlace iónico 40
2.6. Enlace covalente 48
2.7. Enlace metálico 54
2.8. Enlace secundario 57
2.9. Enlaces mixtos 61
Capitulo 3. Estructuras y geometría cristalinas 71
3.1. Redes espaciales y celdas unidad 71
3.2. Sistemas cristalinos y redes de bravais 72
3.3. Principales estructuras cristalinas metálicas 73
3.4. Posiciones atómicas en celdas unidad ubicas 83
3.5. Direcciones en celdas unidad cúbicas 84
3.6. Indices de Miller para planos cristalográficos en celdas unidad cúbicas 88
3.7. Planos y direcciones cristalográficas en celdillas unidad hexagonales 94
3.8. Comparación entre las estructuras cristalinas fcc, hcp y bcc 96
3.9. Cálculos de densidad volumétrica, planar y lineal en celdillas unidad 98
3.10. Polimorfismo o alotropía 102
3.11. Análisis de la estructura del cristal 105
Capitulo 4. Solidificación, imperfecciones cristalinas y difusión en sólidos 125
4.1. Solidificación de metales 125
4.2. Solidificación de cristales simples 135
4.3. Soluciones sólidas metálicas 138
4.4. Imperfecciones cristalinas 144
4.5. Velocidad de procesos en sólidos 156
4.6. Difusión atómica en sólidos 163
4.7. Aplicaciones industriales de los procesos de difusión 169
4.8. Efecto de la temperatura sobre la difusión en sólidos 177
Capitulo 5. Propiedades eléctricas de los materiales 191
5.1. Conducción eléctrica en metales 191
5.2. Modelo de bandas de energía para conducción eléctrica 203
5.3. Semiconductores intrínsecos 206
5.4. Semiconductores extrínsecos 214
5.5. Dispositivos semiconductores 225
5.6. Microelectrónica 233
5.7. Compuestos semiconductores 245
Capitulo 6. Propiedades mecánicas de los metales 257
6.1. Procesado de metales y aleaciones 257
6.2. Esfuerzo y deformación de los metales 269
6.3. Prueba de tracción y diagrama esfuerzo-deformación en ingeniería 275
6.4. Dureza y ensayo de dureza 286
6.5. Deformación plástica de monocristales metálicos 287
6.6. Deformaciones plásticas de metales policristalinos 302
6.7. Endurecimiento por solución sólida de metales 306
6.8. Recuperación y recristalizacion de los metales deformados 308
6.9. Fractura de metales 315
6.10. Fatiga de metales 323
6.11. Termofluencia y carga de rotura de metales 328
Capitulo 7. Materiales poliméricos 343
7.1. Introducción 343
7.2. Reacciones de polimerización 346
7.3. Métodos industriales de polimerización 359
7.4. Cristalización y estereoisomeria en algunos termoplásticos 361
7.5. Procesado de materiales plásticos 367
7.6. Termoplásticos de uso general 374
7.7. Termoplásticos industriales 389
7.8. Plásticos termoestables 402
7.9. Elastómeros (caucho) 412
7.10. Deformación y endurecimiento de materiales plásticos 419
7.11. Termofluencia y fractura de materiales polimétricos 426
Capitulo 8. Diagramas de fase 449
8.1. Diagramas de fase de sustancias puras 450
8.2. Regla de las fases de Gibbs 451
8.3. Sistemas de aleaciones isomorfas binarias 453
8.4. La regla de la palanca 455
8.5. Solidificación fuera del equilibrio de aleaciones 459
8.6. Sistema de aleaciones eutécticas binarias 463
8.7. Sistemas de aleaciones peritécticas binarias 471
8.8. Sistemas monotécticos binarios 477
8.9. Reacciones invariantes 479
8.10. Diagramas de fases con fases y compuestos intermedios 480
8.11. Diagramas de fase ternarios 484
Capitulo 9. Aleaciones en ingeniería 497
9.1. Producción de hierro y acero 498
9.2. Diagrama de fase carburo de hierro-hierro 500
9.3. Tratamientos térmicos de aceros no aleados 512
9.4. Aceros de baja aleación 533
9.5. Aleaciones de aluminio 543
9.6. Aleaciones de cobre 562
9.7. Acero inoxidable 570
9.8. Fundiciones 575
9.9. Aleaciones de magnesio, titanio y níquel 583
Capitulo 10. Materiales cerámicos 601
10.1. Introducción 601
10.2. Estructuras cristalinas de cerámicos sencillos 603
10.3. Estructuras de silicatos 620
10.4. Procesamiento de cerámicas 624
10.5. Cerámicos tradicionales y de ingeniería 633
10.6. Propiedades eléctricas de los cerámicos 638
10.7. Propiedades mecánicas de los cerámicos 649
10.8. Propiedades térmicas de los cerámicos 657
10.9. Vidrios 661
Capitulo 11. Materiales magnéticos 683
11.1. Campos y magnitudes magnéticas 684
11.2. Tipos de magnetismo 689
11.3. Efecto de la temperatura en el ferromagnetismo 694
11.4. Dominios ferromagnéticos 695
11.5. Tipos de energía que determinan la estructura de los dominios 697
11.6. La magnetización y desmagnetización de un metal ferromagnético 702
11.7. Materiales magnéticos blandos 703
11.8. Materiales magnéticos duros 710
11.9. Ferritas 719
Capitulo 12. Corrosión 735
12.1. Corrosión 735
12.2. Corrosión electroquímica de metales 736
12.3. Pilas galvánicas 740
12.4. Velocidades de corrosión (cinética) 754
12.5. Tipos de corrosión 763
12.6. Oxidación de metales 779
12.7. Control de la corrosión 784
Capitulo 13. Materiales compuestos 799
13.1. Introducción 799
13.2. Fibras para materiales compuestos plásticos reforzados 800
13.3. Materiales compuestos plásticos reforzados con fibras 806
13.4. Procesos de molde abierto para materiales plásticos reforzados con fibras 817
13.5. Procesos de molde cerrado para materiales plásticos reforzados con fibras 822
13.6. Hormigón 825
13.7. Asfalto y mezclas asfálticas 836
13.8. Madera 837
13.9. Estructuras de tipo emparedado (o "sándwich") 847
13.10. Compuestos de matriz metálica y matriz cerámica 848
Capitulo 14. Propiedades ópticas y materiales superconductores 867
14.1. Introducción 867
14.2. La luz y el espectro electromagnético 869
14.3. Refracción de la luz 870
14.4. Absorción, transmisión y reflexión de la luz 873
14.5. Luminiscencia 878
14.6. Emisión estimulada de radiación y láser 881
14.7. Fibras ópticas 886
14.8. Materiales superconductores 891
Apéndice i. Algunas propiedades de elementos seleccionados 903
Apéndice ii. Radios iónicos de los elementos 905
Apéndice iii. Magnitudes físicas seleccionadas y sus unidades 907
Apéndice iv. Tablas seleccionadas 909
Respuestas a problemas seleccionados 915
Referencias para estudios posteriores 923
Indice 925