ciencia de los materiales

¿Cuál de las siguientes opciones relaciona correctamente la familia del material con su tipo de enlace predominante y una propiedad característica?. Metales - Enlace iónico - Alta conductividad eléctrica. Cerámicos - Enlace covalente/iónico - Alta tenacidad y ductilidad. Polímeros - Enlace covalente + secundario - Baja densidad y propiedades viscoelásticas. Compuestos - Enlace metálico - Propiedades siempre isotrópicas.

Un ingeniero necesita un material metálico que pueda ser conformado en frío fácilmente (alta ductilidad). ¿Qué estructura cristalina sería la más adecuada?. BCC (Cúbica Centrada en el Cuerpo), como el hierro a temperatura ambiente. FCC (Cúbica Centrada en las Caras), como el aluminio o el cobre. HCP (Hexagonal Compacta), como el magnesio. Amorfa, como la de un vidrio metálico.

La rigidez de un material (módulo de elasticidad, E) y su resistencia (límite elástico) dependen principalmente de: La rigidez depende del enlace atómico; la resistencia depende de la microestructura. Ambas dependen exclusivamente de la densidad del material. La rigidez depende de la microestructura; la resistencia depende del enlace atómico. Ambas son propiedades intrínsecas que no pueden modificarse con tratamientos.

Para la fabricación de una tobera de cohete que debe soportar temperaturas superiores a los 1500°C en un ambiente oxidante, ¿qué tipo de material es la opción más viable?. Acero inoxidable austenítico. Polímero termoestable reforzado con fibra de carbono. Aleación de aluminio de alta resistencia. Cerámica técnica (ej., carburo de silicio u óxido de circonio).

Se analiza la fractura de un eje metálico y se observa una superficie lisa con marcas de "playa" (conchillas) que indican un crecimiento progresivo de la grieta. ¿Cuál es el mecanismo de falla más probable?. Sobrecarga dúctil. Fractura frágil por impacto. Fatiga. Fluencia lenta (creep).

Un acero se templa para obtener una estructura muy dura pero extremadamente frágil llamada martensita. ¿Qué tratamiento térmico posterior es necesario aplicar para reducir su fragilidad y hacerlo útil, aunque pierda algo de dureza?. Recocido. Revenido. Normalizado. Un segundo temple.

¿Cuál es la principal razón por la que los metales son buenos conductores de la electricidad, mientras que los polímeros típicamente no lo son?. Los metales tienen electrones en la banda de conducción; los polímeros tienen todos sus electrones fuertemente localizados en enlaces covalentes. Los metales son más densos; los polímeros son menos densos. Los metales tienen enlaces metálicos; los polímeros tienen enlaces iónicos. Los metales son cristalinos; los polímeros son siempre amorfos.

Necesitas un aislante eléctrico para un cable de alta tensión que estará a la intemperie. Requiere alta rigidez dieléctrica y cierta flexibilidad para el tendido. ¿Cuál es la opción más común y adecuada?. Un bloque macizo de alúmina (cerámico). Polietileno de alta densidad (HDPE). Acero inoxidable recubierto de pintura aislante. Vidrio de sílice.

Para el núcleo de un transformador eléctrico, se necesita un material que se imane y desimane fácilmente (ciclo de histéresis estrecho) para minimizar pérdidas de energía. Estos materiales se conocen como: Magnéticamente duros. Ferromagnéticos. Magnéticamente blandos. Diamagnéticos.

Un diseñador busca un material para un componente estructural que debe ser extremadamente ligero y muy rígido. ¿En qué combinación de propiedades debería fijarse primero?. Alto punto de fusión y alta densidad. Bajo coeficiente de dilatación térmica. Alta relación rigidez/densidad (Módulo Específico, E/ρ). Alta resistencia a la corrosión y alta conductividad.

La relación de Hall-Petch establece que, generalmente, al disminuir el tamaño de grano en un metal: Disminuye su resistencia y aumenta su ductilidad. Aumenta su resistencia y tenacidad. Disminuye su punto de fusión. Se vuelve magnético.

El fenómeno de "creep" o fluencia lenta en materiales sometidos a alta temperatura está asociado principalmente a: Procesos de difusión atómica y deslizamiento de bordes de grano. Procesos de difusión atómica y deslizamiento de bordes de grano. La propagación cíclica de una grieta. La pérdida de ductilidad por debajo de la temperatura de transición dúctil-frágil. La interacción del material con el oxígeno del ambiente.

Una fractura de tipo frágil se caracteriza por: Gran deformación plástica y superficie de aspecto fibroso. Poca o nula deformación plástica y superficie de aspecto granular o brillante. Estriaciones por fatiga en la superficie de fractura. Deformación dependiente del tiempo a temperatura constante.

¿Por qué un polímero como el policarbonato puede ser transparente, a diferencia de muchos metales?. Porque su estructura amorfa no tiene bordes de grano que dispersen la luz. Porque sus electrones libres permiten el paso de los fotones. Porque tiene un alto índice de refracción. Porque es un material cristalino.

Un envase para una bebida carbonatada (ácida) suele fabricarse con aluminio, vidrio o PET. ¿Por qué el acero al carbono sin recubrimiento no es una opción adecuada en este caso?. Porque el acero al carbono tiene muy baja resistencia mecánica. Porque el acero al carbono se corroería fácilmente en contacto con el ácido. Porque el acero al carbono es un excelente aislante térmico. Porque el acero al carbono es demasiado dúctil para formar un envase.

Si un caso práctico pide un material para un implante quirúrgico (biocompatible) que soporte cargas cíclicas (fatiga) en el cuerpo humano y no se corroa, ¿qué familia de materiales sería la más adecuada?. Un polímero termoplástico de bajo coste. Una aleación de titanio. Un cerámico poroso. Un acero de alta resistencia sin alear.

La tenacidad de un material es una medida de: Su resistencia a la deformación elástica. Su resistencia a la indentación o rayado. La energía total que puede absorber antes de fracturarse. Su capacidad de deformarse plásticamente sin romperse.

¿Qué fase microestructural en los aceros es una solución sólida sobresaturada de carbono en hierro, extremadamente dura y frágil, y se obtiene mediante un enfriamiento rápido (temple)?. Perlita. Austenita. Ferrita. Martensita.

¿Cuál de los siguientes materiales es un semiconductor cuya conductividad puede ser controlada mediante "doping" (adición controlada de impurezas)?. Cobre (Cu). Silicio (Si). Cloruro de sodio (NaCl). Polietileno (PE).

Según la plantilla mental para resolver casos, ¿cuál es el paso inmediatamente posterior a "IDENTIFICAR: Propiedades críticas"?. SELECCIONAR: Justificar con microestructura. DETECTAR: Conflictos entre propiedades. CLASIFICAR: Metal, cerámico, polímero, compuesto. LEER: Subrayar requisitos.