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Ciencias de los materiales

Un cuboctaedro de diamante que muestra siete planos cristalográficos , fotografiado con microscopía electrónica de barrido. Seis clases de materiales de ingeniería convencionale...

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Un cuboctaedro de diamante que muestra siete planos cristalográficos , fotografiado con microscopía electrónica de barrido.
Seis clases de materiales de ingeniería convencionales.
Seis clases de materiales de ingeniería convencionales

La ciencia de los materiales es un campo interdisciplinario que se ocupa de comprender las relaciones entre la estructura de los materiales y sus propiedades, y de utilizar este conocimiento para diseñar materiales para aplicaciones específicas. La estructura interna de un material —desde la disposición atómica hasta las características microscópicas— influye notablemente en su comportamiento mecánico, eléctrico, térmico y óptico. En la práctica de la ingeniería, la ciencia e ingeniería de los materiales se describen a menudo mediante el paradigma procesamiento-estructura-propiedades-rendimiento, en el que el procesamiento determina la estructura, la estructura determina las propiedades y, en última instancia, las propiedades controlan el rendimiento de un material en servicio. [ 1 ]

Los orígenes intelectuales de la ciencia de los materiales se remontan a la Ilustración , cuando los investigadores comenzaron a utilizar el pensamiento analítico de la química , la física y la ingeniería para comprender antiguas observaciones fenomenológicas en metalurgia y mineralogía . [ 2 ] [ 3 ] La ciencia de los materiales aún incorpora elementos de la física, la química y la ingeniería. Por ello, durante mucho tiempo fue considerada por las instituciones académicas como un subcampo de estas disciplinas relacionadas. A partir de la década de 1940, la ciencia de los materiales comenzó a ser reconocida más ampliamente como un campo específico y distinto de la ciencia y la ingeniería, y las principales universidades técnicas de todo el mundo crearon escuelas dedicadas a su estudio.

Al estudiar cómo la historia de un material ( su procesamiento ) influye en su estructura, propiedades y rendimiento, los científicos de materiales han contribuido significativamente al desarrollo de nuevas tecnologías en biomateriales , metalurgia y nanotecnología . La ciencia de los materiales también es utilizada por ingenieros forenses y analistas de fallas para comprender por qué y cómo fallan los componentes críticos, lo que ayuda a prevenir accidentes peligrosos y costosos en áreas como la aviación .

Historia

Una hoja de espada o daga de finales de la Edad del Bronce

El material elegido para una época determinada suele ser un punto definitorio. Fases como la Edad de Piedra , la Edad de Bronce , la Edad de Hierro y la Edad de Acero son ejemplos históricos, aunque arbitrarios. Originalmente derivada de la fabricación de cerámica y su supuesta metalurgia derivada, la ciencia de los materiales es una de las formas más antiguas de ingeniería y ciencia aplicada. [ 4 ] La ciencia moderna de los materiales evolucionó directamente de la metalurgia , que a su vez evolucionó del uso del fuego. Un gran avance en la comprensión de los materiales ocurrió a finales del siglo XIX, cuando el científico estadounidense Josiah Willard Gibbs demostró que las propiedades termodinámicas relacionadas con la estructura atómica en varias fases están relacionadas con las propiedades físicas de un material. [ 5 ] Elementos importantes de la ciencia moderna de los materiales fueron productos de la Carrera Espacial ; la comprensión y la ingeniería de las aleaciones metálicas , y los materiales de sílice y carbono , utilizados en la construcción de vehículos espaciales que permitieron la exploración del espacio. La ciencia de los materiales ha impulsado, y ha sido impulsada por, el desarrollo de tecnologías revolucionarias como los cauchos , los plásticos , los semiconductores y los biomateriales .

Antes de la década de 1960 (y en algunos casos décadas después), muchos departamentos de ciencia de los materiales eran departamentos de metalurgia o ingeniería cerámica , lo que reflejaba el énfasis de los siglos XIX y principios del XX en los metales y la cerámica. El crecimiento de la ciencia de los materiales en los Estados Unidos fue catalizado en parte por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada , que financió una serie de laboratorios universitarios a principios de la década de 1960, "para expandir el programa nacional de investigación básica y capacitación en ciencias de los materiales". [ 6 ] En comparación con la ingeniería mecánica, el incipiente campo de la ciencia de los materiales se centró en abordar los materiales desde el nivel macroscópico y en el enfoque de que los materiales se diseñan sobre la base del conocimiento del comportamiento a nivel microscópico. [ 7 ] Debido al conocimiento ampliado del vínculo entre los procesos atómicos y moleculares, así como las propiedades generales de los materiales, el diseño de materiales pasó a basarse en propiedades específicas deseadas. [ 7 ] El campo de la ciencia de los materiales se ha ampliado desde entonces para incluir todas las clases de materiales, incluyendo cerámicas, polímeros , semiconductores, materiales magnéticos , biomateriales y nanomateriales , generalmente clasificados en tres grupos distintos: cerámicas, metales y polímeros. El cambio más destacado en la ciencia de los materiales durante las últimas décadas es el uso activo de simulaciones por computadora para encontrar nuevos materiales, predecir propiedades y comprender fenómenos.

Fundamentos

El paradigma de los materiales representado en forma de tetraedro (también llamado paradigma central de la ciencia e ingeniería de materiales) [ 8 ]

Un material se define como una sustancia (generalmente un sólido, pero también pueden incluirse otras fases condensadas) destinada a ser utilizada en ciertas aplicaciones. [ 9 ] Hay una miríada de materiales a nuestro alrededor; se pueden encontrar en todo, desde edificios y automóviles hasta naves espaciales. Las principales clases de materiales son metales , semiconductores , cerámicas y polímeros . [ 10 ] : 5–6 Los materiales nuevos y avanzados que se están desarrollando incluyen nanomateriales , biomateriales , [ 10 ] : 10–12 y materiales energéticos , por nombrar algunos. [ 11 ]

La ciencia de los materiales se basa en el estudio de la interacción entre la estructura de los materiales, los métodos de procesamiento para su fabricación y las propiedades resultantes. La compleja combinación de estos factores determina el rendimiento de un material en una aplicación específica. Numerosas características, a diferentes escalas, influyen en el rendimiento del material, desde sus elementos químicos constituyentes y su microestructura hasta las características macroscópicas derivadas del procesamiento. Junto con las leyes de la termodinámica y la cinética , los científicos de materiales buscan comprender y mejorar los materiales.

Estructura

La estructura es uno de los componentes más importantes del campo de la ciencia de los materiales. La propia definición del campo establece que se ocupa de la investigación de "las relaciones que existen entre las estructuras y las propiedades de los materiales". [ 12 ] La ciencia de los materiales examina la estructura de los materiales desde la escala atómica hasta la macroscópica. [ 4 ] La caracterización es la forma en que los científicos de materiales examinan la estructura de un material. Esto implica métodos como la difracción con rayos X , electrones o neutrones , y diversas formas de espectroscopia y análisis químico, como la espectroscopia Raman , la espectroscopia de energía dispersiva , la cromatografía , el análisis térmico , el análisis de microscopía electrónica , etc.

La estructura se estudia en los siguientes niveles.

Estructura atómica

La estructura atómica estudia los átomos de los materiales y cómo se organizan para formar moléculas, cristales, etc. Gran parte de las propiedades eléctricas, magnéticas y químicas de los materiales se derivan de este nivel estructural. Las escalas de longitud involucradas se miden en angstroms ( Å ). El enlace químico y la disposición atómica (cristalografía) son fundamentales para estudiar las propiedades y el comportamiento de cualquier material.

Unión

Para comprender plenamente la estructura del material y su relación con sus propiedades, el científico de materiales debe estudiar cómo se organizan y enlazan entre sí los diferentes átomos, iones y moléculas. Esto implica el estudio y la aplicación de la química cuántica o la física cuántica . La física del estado sólido , la química del estado sólido y la fisicoquímica también intervienen en el estudio de los enlaces y la estructura.

Cristalografía
Estructura cristalina de una perovskita con fórmula química ABX 3 [ 13 ]

La cristalografía es la ciencia que examina la disposición de los átomos en los sólidos cristalinos. La cristalografía es una herramienta útil para los científicos de materiales. Uno de los conceptos fundamentales con respecto a la estructura cristalina de un material incluye la celda unitaria , que es la unidad más pequeña de una red cristalina (red espacial) que se repite para formar la estructura cristalina macroscópica. Los materiales estructurales más comunes incluyen tipos de red paralelepipédica y hexagonal. [ 14 ] En los monocristales , los efectos de la disposición cristalina de los átomos a menudo son fáciles de ver macroscópicamente, porque las formas naturales de los cristales reflejan la estructura atómica. Además, las propiedades físicas a menudo están controladas por defectos cristalinos. La comprensión de las estructuras cristalinas es un requisito previo importante para comprender los defectos cristalográficos . Ejemplos de defectos cristalinos consisten en dislocaciones que incluyen bordes, tornillos, vacantes, autointersticiales y más que son tipos de defectos lineales, planares y tridimensionales. [ 15 ] Los nuevos y avanzados materiales que se están desarrollando incluyen nanomateriales , biomateriales . [ 16 ] En su mayoría, los materiales no se presentan como un monocristal, sino en forma policristalina, como un agregado de pequeños cristales o granos con diferentes orientaciones. Debido a esto, el método de difracción de polvo , que utiliza patrones de difracción de muestras policristalinas con un gran número de cristales, juega un papel importante en la determinación estructural. La mayoría de los materiales tienen una estructura cristalina, pero algunos materiales importantes no exhiben una estructura cristalina regular. [ 17 ] Los polímeros muestran diferentes grados de cristalinidad, y muchos son completamente no cristalinos. El vidrio , algunas cerámicas y muchos materiales naturales son amorfos , no poseen ningún orden de largo alcance en sus disposiciones atómicas. El estudio de los polímeros combina elementos de la termodinámica química y estadística para dar descripciones termodinámicas y mecánicas de las propiedades físicas.

Nanoestructura

nanoestructura de buckminsterfullereno

Los materiales cuyos átomos y moléculas forman componentes a nanoescala (es decir, que forman nanoestructuras) se denominan nanomateriales. Los nanomateriales son objeto de intensa investigación en la comunidad de la ciencia de los materiales debido a las propiedades únicas que presentan.

La nanoestructura se ocupa de objetos y estructuras que se encuentran en el  rango de 1 a 100 nm. [ 18 ] En muchos materiales, los átomos o las moléculas se aglomeran para formar objetos a nanoescala. Esto da lugar a muchas propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas y mecánicas interesantes.

Al describir nanoestructuras, es necesario diferenciar entre el número de dimensiones a nanoescala .

Las superficies nanotexturizadas tienen una dimensión a nanoescala, es decir, solo el espesor de la superficie de un objeto está comprendido entre 0,1 y 100  nm.

Los nanotubos tienen dos dimensiones a nanoescala, es decir, el diámetro del tubo está entre 0,1 y 100  nm; su longitud podría ser mucho mayor.

Finalmente, las nanopartículas esféricas tienen tres dimensiones a nanoescala, es decir, la partícula tiene entre 0,1 y 100  nm en cada dimensión espacial. Los términos nanopartículas y partículas ultrafinas (UFP) se suelen usar como sinónimos, aunque las UFP pueden alcanzar el rango de los micrómetros. El término «nanoestructura» se usa a menudo al referirse a la tecnología magnética. La estructura a nanoescala en biología se suele denominar ultraestructura .

Microestructura

Microestructura de la perlita

La microestructura se define como la estructura de una superficie preparada o una lámina delgada de material, tal como se revela mediante un microscopio con un aumento superior a 25×. Se ocupa de objetos desde 100  nm hasta unos pocos cm. La microestructura de un material (que puede clasificarse ampliamente en metálico, polimérico, cerámico y compuesto) puede influir fuertemente en propiedades físicas como la resistencia, la tenacidad, la ductilidad, la dureza, la resistencia a la corrosión, el comportamiento a altas/bajas temperaturas, la resistencia al desgaste, etc. [ 19 ] [ 20 ] La mayoría de los materiales tradicionales (como metales y cerámicas) están microestructurados. [ 21 ]

La fabricación de un cristal perfecto de un material es físicamente imposible. Por ejemplo, cualquier material cristalino contendrá defectos como precipitados , límites de grano ( relación Hall-Petch ), vacantes, átomos intersticiales o átomos sustitucionales. [ 22 ] La microestructura de los materiales revela estos defectos de mayor tamaño, y los avances en la simulación han permitido una mayor comprensión de cómo se pueden utilizar los defectos para mejorar las propiedades de los materiales.

Macroestructura

La macroestructura es la apariencia de un material a escala de milímetros a metros; es la estructura del material tal como se ve a simple vista. [ 8 ]

Propiedades

Los materiales presentan una infinidad de propiedades, entre las que se incluyen las siguientes.

Las propiedades de un material determinan su utilidad y, por lo tanto, su aplicación en ingeniería.

Tratamiento

La síntesis y el procesamiento implican la creación de un material con la micro-nanoestructura deseada. Un material no puede utilizarse en la industria si no se ha desarrollado un método de producción económicamente viable. Por lo tanto, desarrollar métodos de procesamiento para materiales que sean razonablemente eficaces y rentables es vital para el campo de la ciencia de los materiales. Los diferentes materiales requieren diferentes métodos de procesamiento o síntesis. Por ejemplo, el procesamiento de metales ha definido históricamente épocas como la Edad del Bronce y la Edad del Hierro , y se estudia dentro de la rama de la ciencia de los materiales denominada metalurgia física . También se utilizan métodos químicos y físicos para sintetizar otros materiales como polímeros , cerámicas , semiconductores y películas delgadas . A principios del siglo XXI, se están desarrollando nuevos métodos para sintetizar nanomateriales como el grafeno . [ 23 ]

Termodinámica

Diagrama de fases para un sistema binario que muestra un punto eutéctico.

La termodinámica se ocupa del calor y la temperatura , y de su relación con la energía y el trabajo . Define variables macroscópicas , como la energía interna , la entropía y la presión , que describen parcialmente un cuerpo de materia o radiación. Establece que el comportamiento de estas variables está sujeto a restricciones generales comunes a todos los materiales. Estas restricciones generales se expresan en las cuatro leyes de la termodinámica. La termodinámica describe el comportamiento global del cuerpo, no el comportamiento microscópico de la gran cantidad de sus constituyentes microscópicos, como las moléculas. El comportamiento de estas partículas microscópicas se describe mediante la mecánica estadística , de la cual se derivan las leyes de la termodinámica .

El estudio de la termodinámica es fundamental para la ciencia de los materiales. Constituye la base para tratar fenómenos generales en la ciencia e ingeniería de los materiales, incluyendo reacciones químicas, magnetismo, polarizabilidad y elasticidad. [ 24 ] Explica herramientas fundamentales como diagramas de fases y conceptos como el equilibrio de fases .

Cinética

La cinética química estudia las velocidades a las que los sistemas que se encuentran fuera de equilibrio cambian bajo la influencia de diversas fuerzas. Aplicada a la ciencia de los materiales, analiza cómo un material cambia con el tiempo (pasa de un estado de no equilibrio a uno de equilibrio) debido a la aplicación de un campo determinado. Describe en detalle la velocidad de diversos procesos que se desarrollan en los materiales, incluyendo su forma, tamaño, composición y estructura. La difusión es importante en el estudio de la cinética, ya que es el mecanismo más común por el cual los materiales experimentan cambios. [ 25 ] La cinética es esencial en el procesamiento de materiales porque, entre otras cosas, describe cómo cambia la microestructura con la aplicación de calor.

Investigación

Número de trabajos en el campo de la ciencia de los materiales en la base de datos OpenAlex por año [ 26 ] – en 2025, Nature informó grandes aumentos en el volumen de artículos en los últimos dos años en campos asociados, señalando que están estrechamente relacionados con el desarrollo de tecnologías verdes de próxima generación cada vez más populares y una creciente producción de artículos de países y regiones particulares que priorizan el campo. [ 27 ]

La ciencia de los materiales es un área de investigación muy activa. Junto con los departamentos de ciencia de los materiales, participan en la investigación de materiales los departamentos de física , química y muchos departamentos de ingeniería . La investigación de materiales abarca una amplia gama de temas; la siguiente lista, no exhaustiva, destaca algunas áreas de investigación importantes.

nanomateriales

Imagen de microscopía electrónica de barrido de haces de nanotubos de carbono.

Los nanomateriales describen, en principio, materiales cuya unidad individual tiene un tamaño (en al menos una dimensión) entre 1 y 1000 nanómetros (10⁻⁹ metros ), aunque generalmente oscila entre 1  nm y 100  nm. La investigación en nanomateriales adopta un enfoque de la nanotecnología basado en la ciencia de los materiales , utilizando los avances en metrología y síntesis de materiales, desarrollados para apoyar la investigación en microfabricación . Los materiales con estructura a nanoescala suelen presentar propiedades ópticas, electrónicas o mecánicas únicas. El campo de los nanomateriales se organiza, de forma general, como el campo tradicional de la química, en nanomateriales orgánicos (a base de carbono), como los fullerenos, y nanomateriales inorgánicos basados ​​en otros elementos, como el silicio. Algunos ejemplos de nanomateriales son los fullerenos , los nanotubos de carbono y los nanocristales.

Biomateriales

El nácar iridiscente del interior de una concha de nautilo

Un biomaterial es cualquier materia, superficie o estructura que interactúa con sistemas biológicos . [ 28 ] La ciencia de los biomateriales abarca elementos de medicina, biología, química, ingeniería de tejidos y ciencia de los materiales.

Los biomateriales pueden obtenerse de la naturaleza o sintetizarse en un laboratorio mediante diversos métodos químicos, utilizando componentes metálicos, polímeros , biocerámicas o materiales compuestos . Suelen estar destinados o adaptados para aplicaciones médicas, como dispositivos biomédicos que realizan, potencian o reemplazan una función natural. Estas funciones pueden ser benignas, como en el caso de las válvulas cardíacas , o bioactivas , con una funcionalidad más interactiva, como en el caso de los implantes de cadera recubiertos de hidroxiapatita . Los biomateriales también se utilizan a diario en odontología, cirugía y administración de fármacos. Por ejemplo, se puede introducir en el cuerpo una estructura con productos farmacéuticos impregnados, lo que permite la liberación prolongada de un fármaco durante un periodo de tiempo prolongado. Un biomaterial también puede ser un autoinjerto , aloinjerto o xenoinjerto utilizado como material para trasplantes de órganos .

Electrónica, óptica y magnética

Metamaterial de índice negativo [ 29 ] [ 30 ]

Los semiconductores, los metales y las cerámicas se utilizan hoy en día para formar sistemas de gran complejidad, como circuitos electrónicos integrados, dispositivos optoelectrónicos y soportes de almacenamiento masivo magnéticos y ópticos.

Los semiconductores son un ejemplo clásico de este tipo de materiales. Poseen propiedades intermedias entre conductores y aislantes . Su conductividad eléctrica es muy sensible a la concentración de impurezas, lo que permite el uso de dopaje para lograr las propiedades electrónicas deseadas. Por lo tanto, los semiconductores constituyen la base de la informática tradicional.

Este campo también incluye nuevas áreas de investigación como materiales superconductores , espintrónica , metamateriales , etc. El estudio de estos materiales requiere conocimientos de ciencia de los materiales y física del estado sólido o física de la materia condensada .

Ciencia de los materiales computacional

Gracias al continuo aumento de la capacidad de cálculo, ahora es posible simular el comportamiento de los materiales. Esto permite a los científicos de materiales comprender el comportamiento y los mecanismos, diseñar nuevos materiales y explicar propiedades que antes se comprendían poco. Los esfuerzos en torno a la ingeniería computacional integrada de materiales se centran ahora en combinar métodos computacionales con experimentos para reducir drásticamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para optimizar las propiedades de los materiales para una aplicación determinada. Esto implica simular materiales a todas las escalas de longitud, utilizando métodos como la teoría del funcional de la densidad , la dinámica molecular , el método de Monte Carlo , la dinámica de dislocaciones, el método de campo de fase , el método de elementos finitos y muchos más. [ 31 ]

Industria

Envases para bebidas de los tres tipos de materiales: cerámica (vidrio), metal (aluminio) y polímero (plástico).

Los avances radicales en materiales pueden impulsar la creación de nuevos productos o incluso nuevas industrias, pero las industrias estables también emplean a científicos de materiales para realizar mejoras graduales y solucionar problemas con los materiales que se utilizan actualmente. Las aplicaciones industriales de la ciencia de los materiales incluyen el diseño de materiales, el análisis de costes y beneficios en la producción industrial de materiales, los métodos de procesamiento ( fundición , laminación , soldadura , implantación iónica , crecimiento de cristales , deposición de películas delgadas , sinterización , soplado de vidrio , etc.) y los métodos analíticos (métodos de caracterización como la microscopía electrónica , la difracción de rayos X , la calorimetría , la microscopía nuclear (HEFIB) , la retrodispersión de Rutherford , la difracción de neutrones , la dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS), etc.).

Además de la caracterización de materiales, el científico o ingeniero de materiales también se ocupa de la extracción de materiales y su transformación en formas útiles. Así, la fundición de lingotes , los métodos de fundición , la extracción en alto horno y la extracción electrolítica forman parte del conocimiento necesario para un ingeniero de materiales. A menudo, la presencia, ausencia o variación de cantidades mínimas de elementos y compuestos secundarios en un material a granel afecta considerablemente las propiedades finales de los materiales producidos. Por ejemplo, los aceros se clasifican según porcentajes en peso de 1/10 y 1/100 del carbono y otros elementos de aleación que contienen. Por lo tanto, los métodos de extracción y purificación utilizados para extraer el hierro en un alto horno pueden afectar la calidad del acero producido.

Los materiales sólidos se agrupan generalmente en tres clasificaciones básicas: cerámica, metales y polímeros. Esta amplia clasificación se basa en la composición empírica y la estructura atómica de los materiales sólidos, y la mayoría de los sólidos se incluyen en una de estas categorías. [ 32 ] Un artículo que a menudo se fabrica con cada uno de estos tipos de materiales es el envase de bebidas. Los tipos de materiales utilizados para los envases de bebidas ofrecen, por consiguiente, diferentes ventajas y desventajas, dependiendo del material utilizado. Los envases de cerámica (vidrio) son ópticamente transparentes, impermeables al paso del dióxido de carbono, relativamente económicos y fáciles de reciclar, pero también son pesados ​​y se fracturan con facilidad. El metal (aleación de aluminio) es relativamente resistente, constituye una buena barrera contra la difusión del dióxido de carbono y es fácil de reciclar. Sin embargo, las latas son opacas, caras de producir y se abollan y perforan con facilidad. Los polímeros (plástico de polietileno) son relativamente resistentes, pueden ser ópticamente transparentes, son económicos y ligeros, y pueden reciclarse, pero no son tan impermeables al paso del dióxido de carbono como el aluminio y el vidrio.

Cerámica y vidrio

Piezas de cojinetes cerámicos de Si 3 N 4

Otra aplicación de la ciencia de los materiales es el estudio de la cerámica y el vidrio , materiales generalmente frágiles con relevancia industrial. Muchos materiales cerámicos y vidrios presentan enlaces covalentes o iónico-covalentes con SiO₂ ( sílice ) como componente fundamental. La cerámica —que no debe confundirse con la arcilla cruda— suele presentarse en forma cristalina. La gran mayoría de los vidrios comerciales contienen un óxido metálico fusionado con sílice. A las altas temperaturas utilizadas para preparar el vidrio, el material es un líquido viscoso que se solidifica en un estado desordenado al enfriarse. Los cristales de las ventanas y las gafas son ejemplos importantes. Las fibras de vidrio también se utilizan para telecomunicaciones de largo alcance y transmisión óptica. El Corning Gorilla Glass, resistente a los arañazos , es un ejemplo bien conocido de la aplicación de la ciencia de los materiales para mejorar drásticamente las propiedades de componentes comunes.

Las cerámicas de ingeniería son conocidas por su rigidez y estabilidad a altas temperaturas, compresión y tensión eléctrica. La alúmina, el carburo de silicio y el carburo de tungsteno se fabrican a partir de un polvo fino de sus componentes mediante un proceso de sinterización con un aglutinante. El prensado en caliente proporciona un material de mayor densidad. La deposición química de vapor permite depositar una película de cerámica sobre otro material. Los cermets son partículas cerámicas que contienen metales. La resistencia al desgaste de las herramientas se deriva de los carburos cementados, a los que se les suele añadir la fase metálica de cobalto y níquel para modificar sus propiedades.

Las cerámicas pueden reforzarse significativamente para aplicaciones de ingeniería mediante el principio de desviación de grietas . [ 33 ] Este proceso implica la adición estratégica de partículas de segunda fase dentro de una matriz cerámica, optimizando su forma, tamaño y distribución para dirigir y controlar la propagación de grietas. Este enfoque mejora la tenacidad a la fractura, allanando el camino para la creación de cerámicas avanzadas de alto rendimiento en diversas industrias. [ 34 ]

Materiales compuestos

Un  filamento de carbono de 6 μm de diámetro (que va desde la parte inferior izquierda hasta la superior derecha) situado sobre el cabello humano, mucho más grande.

Otra aplicación de la ciencia de los materiales en la industria es la fabricación de materiales compuestos . Estos son materiales estructurados compuestos por dos o más fases macroscópicas.

Las aplicaciones abarcan desde elementos estructurales como el hormigón armado, hasta las baldosas aislantes térmicas, que desempeñan un papel clave e integral en el sistema de protección térmica del transbordador espacial de la NASA , que se utiliza para proteger la superficie del transbordador del calor de la reentrada en la atmósfera terrestre. Un ejemplo es el carbono reforzado-carbono (RCC), el material gris claro, que soporta temperaturas de reentrada de hasta 1510 °C (2750 °F) y protege los bordes de ataque de las alas y la punta del morro del transbordador espacial. [ 35 ] El RCC es un material compuesto laminado hecho de tela de rayón grafitado e impregnado con una resina fenólica . Después del curado a alta temperatura en un autoclave , el laminado se piroliza para convertir la resina en carbono, se impregna con alcohol furfurílico en una cámara de vacío y se cura-piroliza para convertir el alcohol furfurílico en carbono. Para proporcionar resistencia a la oxidación para la reutilización, las capas exteriores del RCC se convierten en carburo de silicio .  

Otros ejemplos se pueden observar en las carcasas de plástico de televisores, teléfonos móviles, etc. Estas carcasas suelen ser de un material compuesto formado por una matriz termoplástica, como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), a la que se le han añadido carbonato de calcio , talco , fibras de vidrio o fibras de carbono para aumentar su resistencia, volumen o mejorar su dispersión electrostática . Estos aditivos pueden denominarse fibras de refuerzo o dispersantes, según su función.

Polímeros

La unidad repetitiva del polímero polipropileno
Envases de polímero de poliestireno expandido

Los polímeros son compuestos químicos formados por un gran número de componentes idénticos unidos entre sí como cadenas. [ 36 ] Los polímeros son las materias primas (las resinas) utilizadas para fabricar lo que comúnmente se denomina plásticos y caucho . Los plásticos y el caucho son el producto final, creado después de que se hayan añadido uno o más polímeros o aditivos a una resina durante el procesamiento, que luego se moldea en su forma final. Los plásticos que se han utilizado ampliamente y que se utilizan actualmente incluyen polietileno , polipropileno , cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno , nylons , poliésteres , acrílicos , poliuretanos y policarbonatos . Los cauchos incluyen caucho natural, caucho de estireno-butadieno , cloropreno y caucho de butadieno . Los plásticos se clasifican generalmente en plásticos básicos , especiales y de ingeniería .

El cloruro de polivinilo (PVC) es ampliamente utilizado, económico y su producción anual es elevada. Se presta a una amplia gama de aplicaciones, desde cuero artificial hasta aislamiento eléctrico y cableado, embalaje y contenedores . Su fabricación y procesamiento son sencillos y están bien establecidos. La versatilidad del PVC se debe a la amplia gama de plastificantes y otros aditivos que admite. [ 37 ] El término «aditivos» en la ciencia de los polímeros se refiere a los productos químicos y compuestos que se añaden a la base polimérica para modificar sus propiedades materiales.

El policarbonato se considera normalmente un plástico de ingeniería (otros ejemplos son el PEEK y el ABS). Estos plásticos se valoran por su resistencia superior y otras propiedades especiales. A diferencia de los plásticos de uso común, no suelen utilizarse en aplicaciones desechables.

Los plásticos especiales son materiales con características únicas, como resistencia ultra alta, conductividad eléctrica, electrofluorescencia, alta estabilidad térmica, etc.

La distinción entre los distintos tipos de plásticos no se basa en el material, sino en sus propiedades y aplicaciones. Por ejemplo, el polietileno (PE) es un polímero barato y de baja fricción que se usa comúnmente para fabricar bolsas desechables para la compra y la basura, y se considera un plástico básico, mientras que el polietileno de densidad media (MDPE) se usa para tuberías subterráneas de gas y agua, y otra variedad llamada polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) es un plástico de ingeniería que se usa ampliamente como rieles deslizantes para equipos industriales y como encaje de baja fricción en articulaciones de cadera implantadas .

aleaciones metálicas

Cable de acero fabricado con aleación de acero

Las aleaciones de hierro ( acero , acero inoxidable , hierro fundido , acero para herramientas , aceros aleados ) constituyen la mayor proporción de metales en la actualidad, tanto por cantidad como por valor comercial.

El hierro aleado con diversas proporciones de carbono produce aceros con bajo , medio y alto contenido de carbono . Una aleación de hierro-carbono se considera acero únicamente si el nivel de carbono se encuentra entre el 0,01 % y el 2,00 % en peso. En los aceros, la dureza y la resistencia a la tracción están relacionadas con la cantidad de carbono presente, y el aumento de los niveles de carbono también conlleva una menor ductilidad y tenacidad. Sin embargo, los procesos de tratamiento térmico, como el temple y el revenido, pueden modificar significativamente estas propiedades. Por el contrario, ciertas aleaciones metálicas presentan propiedades únicas en las que su tamaño y densidad permanecen inalterados en un rango de temperaturas. [ 38 ] El hierro fundido se define como una aleación de hierro-carbono con más del 2,00 %, pero menos del 6,67 % de carbono. El acero inoxidable se define como una aleación de acero común con un contenido de aleación de cromo superior al 10 % en peso . El níquel y el molibdeno también se suelen añadir a los aceros inoxidables.

Otras aleaciones metálicas importantes son las de aluminio , titanio , cobre y magnesio . Las aleaciones de cobre se conocen desde hace mucho tiempo (desde la Edad de Bronce ), mientras que las aleaciones de los otros tres metales se han desarrollado relativamente hace poco. Debido a la reactividad química de estos metales, los procesos de extracción electrolítica necesarios se desarrollaron hace relativamente poco tiempo. Las aleaciones de aluminio, titanio y magnesio también son conocidas y valoradas por su alta relación resistencia-peso y, en el caso del magnesio, por su capacidad para proporcionar blindaje electromagnético. [ 39 ] Estos materiales son ideales para situaciones en las que la alta relación resistencia-peso es más importante que el costo total, como en la industria aeroespacial y ciertas aplicaciones de ingeniería automotriz.

Semiconductores

Un semiconductor es un material cuya resistividad se encuentra entre la de un conductor y la de un aislante . La electrónica moderna funciona con semiconductores, y se estima que el mercado de esta industria alcanzó los 530 mil millones de dólares en 2021. [ 40 ] Sus propiedades electrónicas pueden modificarse considerablemente mediante la introducción intencionada de impurezas en un proceso denominado dopaje. Los materiales semiconductores se utilizan para fabricar diodos , transistores , diodos emisores de luz (LED) y circuitos eléctricos analógicos y digitales , entre otros muchos usos. Los dispositivos semiconductores han sustituido a los dispositivos termoiónicos , como las válvulas de vacío, en la mayoría de las aplicaciones. Los dispositivos semiconductores se fabrican tanto como dispositivos discretos individuales como circuitos integrados (CI), que constan de varios dispositivos —desde unos pocos hasta millones— fabricados e interconectados en un único sustrato semiconductor . [ 41 ]

De todos los semiconductores que se utilizan hoy en día, el silicio constituye la mayor parte, tanto en cantidad como en valor comercial. El silicio monocristalino se utiliza para producir obleas empleadas en la industria de semiconductores y electrónica . El arseniuro de galio (GaAs) es el segundo semiconductor más utilizado. Debido a su mayor movilidad electrónica y velocidad de saturación en comparación con el silicio, es un material de elección para aplicaciones electrónicas de alta velocidad. Estas propiedades superiores son razones de peso para utilizar circuitos de GaAs en teléfonos móviles, comunicaciones por satélite, enlaces punto a punto de microondas y sistemas de radar de alta frecuencia. Otros materiales semiconductores, como el germanio , el carburo de silicio y el nitruro de galio , tienen diversas aplicaciones.

Relación con otros campos

Google Ngram Viewer: diagrama que visualiza los términos de búsqueda para la terminología de la materia compleja (1940-2018). Verde: "ciencia de los materiales", rojo: " física de la materia condensada " y azul: " física del estado sólido ".

La ciencia de los materiales evolucionó a partir de la década de 1950, al reconocerse que para crear, descubrir y diseñar nuevos materiales era necesario abordarlos de manera unificada. Así, la ciencia e ingeniería de materiales surgieron de diversas maneras: renombrando o combinando los departamentos existentes de metalurgia e ingeniería cerámica ; separándose de la investigación existente en física del estado sólido (que a su vez evolucionó hacia la física de la materia condensada ); incorporando la relativamente nueva ingeniería y ciencia de polímeros ; recombinando elementos de las disciplinas anteriores, así como de la química , la ingeniería química , la ingeniería mecánica y la ingeniería eléctrica ; y más.

El campo de la ciencia e ingeniería de materiales es importante tanto desde una perspectiva científica como por sus aplicaciones prácticas. Los materiales son de vital importancia para los ingenieros (y otros campos aplicados), ya que el uso de los materiales adecuados es crucial en el diseño de sistemas. Por consiguiente, la ciencia de materiales constituye una parte cada vez más importante de la formación de un ingeniero.

La física de materiales es el uso de la física para describir las propiedades físicas de los materiales. Es una síntesis de ciencias físicas como la química , la mecánica de sólidos , la física del estado sólido y la ciencia de los materiales. La física de materiales se considera un subconjunto de la física de la materia condensada y aplica conceptos fundamentales de esta última a medios multifásicos complejos, incluidos materiales de interés tecnológico. Los campos actuales en los que trabajan los físicos de materiales incluyen materiales electrónicos, ópticos y magnéticos, nuevos materiales y estructuras, fenómenos cuánticos en materiales, física del no equilibrio y física de la materia condensada blanda. Las nuevas herramientas experimentales y computacionales mejoran constantemente la forma en que se modelan y estudian los sistemas de materiales, y también constituyen campos en los que trabajan los físicos de materiales.

Este campo es inherentemente interdisciplinario , y los científicos e ingenieros de materiales deben conocer y utilizar los métodos de la física, la química y la ingeniería. A su vez, campos como las ciencias biológicas y la arqueología pueden inspirar el desarrollo de nuevos materiales y procesos, mediante enfoques bioinspirados y paleoinspirados . Por lo tanto, se mantienen estrechas relaciones con estos campos. Asimismo, muchos físicos, químicos e ingenieros trabajan en ciencia de materiales debido a la importante superposición entre sus disciplinas.

Tecnologías emergentes

Subdisciplinas

Las principales ramas de la ciencia de los materiales se derivan de las cuatro clases principales de materiales: cerámicas, metales, polímeros y materiales compuestos.

Además, existen iniciativas de amplia aplicación e independientes de los materiales.

Además, en los distintos materiales se adoptan enfoques relativamente amplios sobre fenómenos y técnicas específicas.

sociedades profesionales

Véase también

Referencias

Citas

  1. ↑ Callister, William (2018). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (10.ª  ed.). Hoboken, NJ: Wiley. pp. 3–5 . ISBN  9781119321590.
  2. ↑ Eddy, Matthew Daniel (2008). El lenguaje de la mineralogía: John Walker, la química y la Facultad de Medicina de Edimburgo 1750–1800 . Ashgate Publishing . Archivado del original el 3 de septiembre de 2015 a través de Academia.edu.
  3. ↑ Smith, Cyril Stanley (1981). Una búsqueda de la estructura . MIT Press . ISBN 978-0-262-19191-3.
  4. ^ Defonseka , Chris (2020). Rellenos poliméricos y agentes endurecedores: aplicaciones y alternativas no tradicionales . Berlín: Walter de Gruyter GmbH & Co KG. pag. 31.ISBN​  978-3-11-066999-2.
  5. ↑ Psillos, Dimitris; Kariotoglou, Petros (2015). Diseño iterativo de secuencias de enseñanza-aprendizaje: Introducción a la ciencia de los materiales en las escuelas europeas . Dordrecht: Springer. p. 79. ISBN  978-94-007-7807-8.
  6. ↑ Martin, Joseph D. (2015). "¿Qué hay en un cambio de nombre? Física del estado sólido, física de la materia condensada y ciencia de los materiales" (PDF) . Física en perspectiva . 17 (1): 3– 32. Bibcode : 2015PhP....17....3M . doi : 10.1007/s00016-014-0151-7 . S2CID 117809375 . 
  7. 1 2 Channell, David F. (2017). Una historia de la tecnociencia: Borrando las fronteras entre la ciencia y la tecnología . Oxon: Routledge. pág. 225. ISBN  978-1-351-97740-1.
  8. 1 2 Callister, William D., Jr. Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (10.ª ed.). Wiley. ISBN  9781119321590.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  9. ↑ "Para autores: Nature Materials" Archivado el 1 de agosto de 2010 en Wayback Machine
  10. 1 2 Callister; Rethwisch (2009). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (8.ª ed.). John Wiley and Sons. págs. 5–12 .  
  11. ↑ Goodenough, John B.; Kim, Youngsik (28 de agosto de 2009). "Desafíos para las baterías recargables de litio". Química de los materiales . 22 (3): 587– 603. doi : 10.1021/cm901452z . ISSN 0897-4756 . 
  12. ↑ Zagorodni, Andrei A. (2006). Materiales de intercambio iónico: propiedades y aplicaciones . Ámsterdam: Elsevier. pág. xi. ISBN  978-0-08-044552-6.
  13. ↑ A. Navrotsky (1998). "Energética y sistemática cristaloquímica entre las estructuras de ilmenita, niobato de litio y perovskita". Chem. Mater . 10 (10): 2787– 2793. Bibcode : 1998ChMat..10.2787N . doi : 10.1021/cm9801901 .
  14. ↑ Callister, Jr., Rethwisch. "Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción" (8.ª ed.) John Wiley and Sons, 2009
  15. ↑ Callister, Jr., Rethwisch. "Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción" (8.ª ed.). John Wiley and Sons, 2009.
  16. ↑ Callister, Jr., Rethwisch. Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (8.ª ed.)
  17. ↑ Gavezzotti, Angelo (1994-10-01). "¿Son predecibles las estructuras cristalinas?". Accounts of Chemical Research . 27 (10): 309– 314. doi : 10.1021/ar00046a004 . ISSN 0001-4842 . 
  18. ↑ Cristina Buzea; Ivan Pacheco y Kevin Robbie (2007). "Nanomateriales y nanopartículas: fuentes y toxicidad" . Biointerphases . 2 ( 4): MR17– MR71. arXiv : 0801.3280 . doi : 10.1116/1.2815690 . PMID 20419892. S2CID 35457219 .  {{cite journal}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  19. ↑ Fu, Jinlong; Tan, Wei (2025). "Reconstrucción estocástica de microestructuras compuestas multifásicas mediante redes neuronales codificadas estadísticamente para el modelado poro/micromecánico" . Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering . 441 117986. arXiv : 2501.07083 . Bibcode : 2025CMAME.44117986F . doi : 10.1016/j.cma.2025.117986 .
  20. ↑ Filip, R; Kubiak, K; Ziaja, W; Sieniawski, J (2003). "El efecto de la microestructura en las propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio de dos fases". Journal of Materials Processing Technology . 133 ( 1– 2): 84– 89. doi : 10.1016/s0924-0136(02)00248-0 . ISSN 0924-0136 . 
  21. ↑ Fu, Jinlong; Wang, Min; Xiao, Dunhui; Zhong, Shan; Ge, Xiangyun; Wu, Minglu (2023). "Reconstrucción jerárquica de medios porosos bien conectados en 3D a partir de ejemplos en 2D utilizando una red neuronal basada en estadísticas". Métodos informáticos en mecánica aplicada e ingeniería . 410 116049. Bibcode : 2023CMAME.41016049F . doi : 10.1016/j.cma.2023.116049 . OSTI 1974987 . 
  22. ↑ "Defectos e imperfecciones en la estructura cristalina", Imperfecciones cristalinas: temas clave en ciencia e ingeniería de materiales , ASM International, 1 de octubre de 2021, págs. 1-12 , doi : 10.31399/asm.tb.ciktmse.t56020001 , ISBN  978-1-62708-389-8, S2CID 244023491 
  23. ^ Mbayachi, Vestince B.; Ndayiragije, Euphrém; Sammani, Thirasara; Taj, Sunaina; Mbuta, Elice R.; khan, Atta ullah (2021). "Síntesis, caracterización y aplicaciones del grafeno: una revisión" . Resultados en Química . 3 100163. doi : 10.1016/j.rechem.2021.100163 .
  24. ↑ Liu, Zi-Kui (2020). "Termodinámica computacional y sus aplicaciones" . Acta Materialia . 200 : 745–792 . Bibcode : 2020AcMat.200..745L . doi : 10.1016/j.actamat.2020.08.008 . ISSN 1359-6454 . S2CID 225430517 .  
  25. ↑ Kärger, Jörg; Ruthven, Douglas M.; Theodorou, Doros N. (25 de abril de 2012). Difusión en Materiales Nanoporosos . Wiley. doi : 10.1002/9783527651276 . ISBN 978-3-527-31024-1.
  26. ↑ "Open Alex Data Evolution" . Observable . Consultado el 13 de abril de 2026 .
  27. ↑ "¿Por qué el Índice Nature creció un 16% en 2024?" . Índice Nature . 7 de julio de 2025 . Consultado el 13 de abril de 2026 .
  28. ↑ Morhardt, Duncan R.; Mauney, Joshua R.; Estrada, Carlos R. (2019-01-01), "El papel de los biomateriales en la cirugía" , en Reis, Rui L. (ed.), Enciclopedia de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa , Oxford: Academic Press, pp. 315–330 , doi : 10.1016/b978-0-12-801238-3.65845-2 , ISBN  978-0-12-813700-0, consultado el 28 de abril de 2024
  29. ↑ Shelby, RA; Smith DR; Shultz S.; Nemat-Nasser SC (2001). "Transmisión de microondas a través de un metamaterial bidimensional, isotrópico y zurdo" (PDF) . Applied Physics Letters . 78 (4): 489. Bibcode : 2001ApPhL..78..489S . doi : 10.1063/1.1343489 . Archivado del original (PDF) el 18 de junio de 2010.
  30. ↑ Smith, DR; Padilla, WJ; Vier, DC; Nemat-Nasser, SC; Schultz, S (2000). "Medio compuesto con permeabilidad y permitividad simultáneamente negativas" . Physical Review Letters . 84 (18): 4184–7 . Bibcode : 2000PhRvL..84.4184S . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.4184 . PMID 10990641 . 
  31. ↑ Schmidt, Jonathan; Marques, Mário RG; Botti, Silvana; Marques, Miguel AL (2019-08-08). "Avances recientes y aplicaciones del aprendizaje automático en la ciencia de los materiales de estado sólido" . npj Computational Materials . 5 (1): 83. Bibcode : 2019npjCM...5...83S . doi : 10.1038/s41524-019-0221-0 . ISSN 2057-3960 . S2CID 199492241 .  
  32. ↑ Callister, William D.; Rethwish, David G. (2018). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (10.ª ed.). Hoboken, NJ: John Wiley and Sons. pág. 12. ISBN   978-0-470-41997-7.
  33. ↑ Faber, KT; Evans, AG (1983-04-01). "Procesos de desviación de grietas—I. Teoría". Acta Metallurgica . 31 (4): 565– 576. Bibcode : 1983AcMet..31..565F . doi : 10.1016/0001-6160(83)90046-9 . ISSN 0001-6160 . 
  34. ↑ Faber, KT; Evans, AG (1983-04-01). "Procesos de desviación de grietas—II. Experimento". Acta Metallurgica . 31 (4): 577– 584. Bibcode : 1983AcMet..31..577F . doi : 10.1016/0001-6160(83)90047-0 . ISSN 0001-6160 . 
  35. ^ Verde, D. (2005). "Beneficios de IPV6 para el guerrero" . MILCOM 2005 – Conferencia de Comunicaciones Militares IEEE 2005 . IEEE. págs. 1 a 6. doi : 10.1109/milcom.2005.1606007 . ISBN  0-7803-9393-7. S2CID 31152759 . 
  36. ↑ "Explicación: ¿Qué son los polímeros?" . 13-10-2017 . Consultado el 02-05-2024 .
  37. ↑ Bernard, L.; Cueff, R.; Breysse, C.; Décaudin, B.; Sautou, V. (2015-05-15). "Migrabilidad de plastificantes de PVC de dispositivos médicos a un simulante de soluciones infundidas" . International Journal of Pharmaceutics . 485 (1): 341– 347. Bibcode : 2015IJPha.485..341B . doi : 10.1016/j.ijpharm.2015.03.030 . ISSN 0378-5173 . PMID 25796128 .  
  38. ↑ Lohaus, SH; Heine, M.; Guzman, P.; Bernal-Choban, CM; Saunders, CN; Shen, G.; Hellman, O.; Broido, D.; Fultz, B. (2023-07-27). "Una explicación termodinámica del efecto Invar" . Nature Physics . 19 (11): 1642– 1648. Bibcode : 2023NatPh..19.1642L . doi : 10.1038/s41567-023-02142-z . ISSN 1745-2481 . OSTI 1993279. S2CID 260266502 .   
  39. ↑ Chen, Xianhua; Liu, Lizi; Liu, Juan; Pan, Fusheng (2015). "Microestructura, eficacia de apantallamiento electromagnético y propiedades mecánicas de aleaciones de Mg–Zn–Y–Zr". Materials & Design . 65 : 360–369 . doi : 10.1016/j.matdes.2014.09.034 . ISSN 0261-3069 . 
  40. ↑ "Tamaño del mercado de semiconductores, participación y análisis del impacto de la COVID-19, por componente (dispositivos de memoria, dispositivos lógicos, circuitos integrados analógicos, MPU, dispositivos de potencia discretos, MCU, sensores y otros), por aplicación (redes y comunicaciones, procesamiento de datos, industria, electrónica de consumo, automoción y gobierno) y pronóstico regional, 2022-2029" . Fortune Business Insights . 16 de julio de 2023. Archivado del original el 11 de junio de 2023. Consultado el 16 de julio de 2023 .
  41. ↑ "Carreras en la industria de semiconductores" . 6 de septiembre de 2013. Archivado del original el 4 de junio de 2016. Consultado el 15 de mayo de 2016 .
  42. ↑ "¿Es el grafeno un material milagroso?" . BBC Click. 21 de mayo de 2011 . Consultado el 18 de noviembre de 2011 .
  43. ↑ "¿Podría el grafeno ser el nuevo silicio?" . The Guardian . 13 de noviembre de 2011. Archivado del original el 2 de septiembre de 2013. Consultado el 18 de noviembre de 2011 .
  44. ↑ "Aplicaciones del grafeno en desarrollo" . understandingnano.com. Archivado del original el 21 de septiembre de 2014.
  45. ↑ "La 'nueva era' de los supermateriales" . BBC News . 5 de marzo de 2007. Consultado el 27 de abril de 2011 .
  46. ↑ "Avances en materiales, pero sin capa de invisibilidad" . The New York Times . 8 de noviembre de 2010. Archivado del original el 1 de julio de 2017. Consultado el 21 de abril de 2011 .
  47. ↑ Sitio web de NAE: Fronteras de la Ingeniería. Archivado el 28 de julio de 2014 en Wayback Machine . Nae.edu. Consultado el 22 de febrero de 2011.
  48. ↑ "Nanotubos de carbono utilizados para fabricar baterías a partir de tejidos" . BBC News . 21 de enero de 2010. Consultado el 27 de abril de 2011 .
  49. ↑ "Investigadores un paso más cerca de construir un cerebro sintético" . Daily Tech. 25 de abril de 2011. Archivado del original el 29 de abril de 2011. Consultado el 27 de abril de 2011 .
  50. ↑ "El Pentágono desarrolla 'Transformers' que cambian de forma para Battlefield" . Fox News. 10 de junio de 2009. Archivado del original el 5 de febrero de 2011. Consultado el 26 de abril de 2011 .
  51. ↑ "Intel: La materia programable toma forma" . ZD Net. 22 de agosto de 2008. Consultado el 2 de enero de 2012 .{{cite news}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  52. ↑ "Los "puntos cuánticos" mejorarán el rendimiento de las cámaras de los móviles . BBC News . 22 de marzo de 2010. Consultado el 16 de abril de 2011 .

[ 1 ]

Bibliografía

  • Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiales: ingeniería, ciencia, procesamiento y diseño (1.ª  ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
  • Askeland, Donald R.; Pradeep P. Phulé (2005). Ciencia e ingeniería de materiales (5.ª  ed.). Thomson-Engineering. ISBN 978-0-534-55396-8.
  • Callister, Jr., William D. (2000). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción (5.ª  ed.). John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-32013-5.
  • Eberhart, Mark (2003). Por qué se rompen las cosas: Entender el mundo a través de su descomposición . Harmony. ISBN 978-1-4000-4760-4.
  • Gaskell, David R. (1995). Introducción a la termodinámica de los materiales (4.ª  ed.). Taylor and Francis Publishing. ISBN 978-1-56032-992-3.
  • González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Introducción a la ciencia de los materiales . Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 978-0-691-07097-1.
  • Gordon, James Edward (1984). La nueva ciencia de los materiales resistentes o por qué no te caes al suelo (edición  electrónica). Princeton University Press. ISBN 978-0-691-02380-9.
  • Mathews, FL y Rawlings, RD (1999). Materiales compuestos: ingeniería y ciencia . Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0621-1.
  • Lewis, PR; Reynolds, K. y Gagg, C. (2003). Ingeniería forense de materiales: estudios de caso . Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-1182-6.
  • Wachtman, John B. (1996). Propiedades mecánicas de la cerámica . Nueva York: Wiley-Interscience, John Wiley & Son's. ISBN 978-0-471-13316-2.
  • Walker, P., ed. (1993). Diccionario Chambers de Ciencia y Tecnología de los Materiales . Chambers Publishing. ISBN 978-0-550-13249-9.
  • Mahajan, S. (2015). "El papel de la ciencia de los materiales en la evolución de la microelectrónica" . MRS Bulletin . 12 (40): 1079– 1088. Bibcode : 2015MRSBu..40.1079M . doi : 10.1557/mrs.2015.276 .

Lecturas adicionales

  • Cronología de la ciencia de los materiales archivada el 27 de julio de 2011 en la Wayback Machine de The Minerals, Metals & Materials Society (TMS) – consultada en marzo de 2007. 
  • Burns, G.; Glazer, AM (1990). Grupos espaciales para científicos e ingenieros (2.ª  ed.). Boston: Academic Press, Inc. ISBN 978-0-12-145761-7.
  • Cullity, BD (1978). Elementos de difracción de rayos X (2.ª  ed.). Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company. ISBN 978-0-534-55396-8.
  • Giacovazzo, C; Mónaco HL; Viterbo D; Scordari F; Gilli G; Zanotti G; Catti M (1992). Fundamentos de Cristalografía . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford . ISBN 978-0-19-855578-0.
  • Green, DJ; Hannink, R.; Swain, MV (1989). Endurecimiento por transformación de cerámicas . Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-6594-2.
  • Lovesey, SW (1984). Teoría de la dispersión de neutrones en la materia condensada; Volumen 1: Dispersión de neutrones . Oxford: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-852015-3.
  • Lovesey, SW (1984). Teoría de la dispersión de neutrones en la materia condensada; Volumen 2: Materia condensada . Oxford: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-852017-7.
  • O'Keeffe, M.; Hyde, BG (1996). "Estructuras cristalinas; I. Patrones y simetría". Zeitschrift für Kristallographie – Materiales cristalinos . 212 (12). Washington, DC: Sociedad Mineralógica de América, Serie de monografías: 899. Bibcode : 1997ZK....212..899K . doi : 10.1524/zkri.1997.212.12.899 . ISBN 978-0-939950-40-9.
  • Squires, GL (1996). Introducción a la teoría de la dispersión de neutrones térmicos (2.ª  ed.). Mineola, Nueva York: Dover Publications Inc. ISBN 978-0-486-69447-4.
  • Young, RA, ed. (1993). El método de Rietveld . Oxford: Oxford University Press y Unión Internacional de Cristalografía. ISBN 978-0-19-855577-3.
  • Conferencia MS&T organizada por las principales sociedades de materiales.
  • Cursos abiertos del MIT para MSE
  1. ↑Error de cita: La referencia con nombre :3fue invocada pero nunca definida (consulte la página de ayuda ).
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