Descripción
Los materiales son omnipresentes y todo el mundo tiene que lidiar con algún tipo de material u otro. La mayoría de los estudiantes de pregrado de ingeniería (aeronáutica, química, eléctrica, de materiales, mecánica, etc.) realizan un primer curso sobre materiales, generalmente titulado “Estructura y propiedades de los materiales”, para que puedan apreciar los principios básicos y aplicaciones de diferentes tipos de materiales: metales, cerámica, polímeros y compuestos.
Actualmente, el mercado está inundado con una gran cantidad de libros de texto que tratan diferentes aspectos de los materiales y en diferentes niveles. Sin embargo, el énfasis en la mayoría de estos libros de texto ha sido cargar al estudiante con información teórica. Muy rara vez, si acaso, se incluye un componente de laboratorio como parte de este curso, en el que será posible determinar experimentalmente las propiedades y relacionarlas con la estructura y el comportamiento de procesamiento de los materiales. Además, el contenido del curso para este curso elemental es tan pesado que es casi imposible cubrir el texto completo, y mucho menos tener un componente de laboratorio.
El ingeniero de materiales a menudo es llamado para diseñar, seleccionar y recomendar el uso de materiales para diversas aplicaciones. También se le puede pedir a uno que investigue las razones de la falla de los materiales. Para todos estos propósitos, es esencial un conocimiento profundo de los principios básicos de la ciencia e ingeniería de materiales. Aunque los ingenieros de materiales y, de hecho, algunos ingenieros mecánicos e ingenieros aeroespaciales, toman cursos adicionales sobre materiales, se considera muy necesario un conocimiento práctico de las correlaciones entre la estructura cristalina, la microestructura y las propiedades.
Este libro ha evolucionado desde la enseñanza de un curso de teoría y laboratorio, Técnicas Experimentales en Mecánica y Materiales, hasta estudiantes de pregrado de ingeniería mecánica y de materiales en la Universidad de Florida Central.
Los temas elegidos para su inclusión en el libro se basan en la posibilidad de completarlos en un curso de un semestre. Se hace hincapié en los aspectos prácticos de la determinación de la estructura cristalina, la observación microestructural, el tratamiento térmico y las pruebas mecánicas. Como se daría cuenta un instructor experimentado, la microestructura, el tratamiento térmico y las propiedades mecánicas están completamente interrelacionados. Por lo tanto, las muestras utilizadas en un experimento serían útiles en otro experimento. Por ejemplo, los especímenes preparados para observación microscópica podrían usarse para pruebas de dureza.
De manera similar, las muestras utilizadas para pruebas de tracción o impacto podrían usarse para el examen con microscopio electrónico de barrido para determinar el tipo de falla. Aunque se dispone de un gran número de libros de texto sobre la estructura y las propiedades de los materiales y estos explican los fenómenos básicos con cierto detalle, no explican los aspectos prácticos con suficiente detalle para permitir que el estudiante vaya al laboratorio y realice el experimento. Así, por ejemplo, aunque se conozcan los antecedentes teóricos, es posible que se tenga poca comprensión de cómo preparar una muestra en el laboratorio para el examen con microscopio óptico y cómo derivar información útil de las microestructuras.
El objetivo principal de este libro es permitir a los estudiantes comprender los aspectos prácticos de las diferentes técnicas discutidas aquí y obtener la máxima información posible de los resultados obtenidos. El autor ha puesto énfasis en las técnicas que están comúnmente disponibles en la mayoría de los laboratorios y aquellas que son accesibles para los estudiantes de pregrado.
Contiene 12 capítulos que tratan sobre la determinación de la estructura cristalina, microscopía óptica y electrónica de barrido, diagramas de fase y tratamiento térmico, y diferentes tipos de métodos de prueba mecánicos. El formato de los capítulos es bastante uniforme, pero no idéntico. Se han introducido algunas variaciones según el contenido del capítulo.
Primero se introduce la importancia de la técnica. A esto le sigue información básica razonablemente detallada para proporcionar al estudiante la teoría necesaria para comprender completamente el experimento. En este sentido, el libro es autónomo y el estudiante no necesita ir a otro libro para obtener los antecedentes teóricos requeridos.
En cada capítulo se han elaborado una serie de ejemplos para aclarar aún más los conceptos explicados. A esto le sigue una descripción detallada del experimento que se llevará a cabo y cómo se pueden tabular e interpretar los datos. Una característica especial del libro es que en cada capítulo se ha incluido un gran número de ilustraciones, figuras y micrografías, siempre que ha sido posible. Al final del capítulo, se proporcionan una serie de ejercicios, al responder, el estudiante se dará cuenta de hasta qué punto el tema fue claro.
Si algún estudiante está interesado en saber mucho más sobre los temas tratados en cualquier capítulo, también se dan referencias para lecturas adicionales. Este libro está destinado principalmente a estudiantes universitarios que se especializan en ciencia e ingeniería de materiales o ingeniería mecánica
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