Análisis de la Fractura, Corrosión y Desgaste de Materiales

Teoría de Griffith de la Fractura

La resistencia a la fractura de un material sólido depende de las fuerzas cohesivas interatómicas. La resistencia cohesiva teórica de un sólido rígido elástico se estima en E/10, donde E es el módulo elástico. Sin embargo, la resistencia real es entre 10 y 1000 veces menor. Griffith propuso que esta discrepancia se debe a grietas microscópicas, tanto internas como externas, presentes en todos los materiales. Estas grietas facilitan la deformación elástica y su propagación, llevando a la fractura.

Corrosión Electrolítica del Hierro en Contacto con Cobre

En presencia de aire y agua, el hierro en contacto eléctrico con cobre sufre corrosión electrolítica. El potencial de reducción del hierro es negativo, mientras que el del cobre es positivo. Por lo tanto, el hierro actúa como ánodo y se oxida. Al no haber iones de cobre para reducirse en el electrolito, los iones de hidrógeno de la disolución acuosa se reducen a átomos de hidrógeno.

Diferencias entre Desgaste Adhesivo y Abrasivo

Desgaste adhesivo: Se produce por la unión de asperezas entre dos superficies en deslizamiento. El movimiento continuo rompe algunos enlaces, removiendo partículas de ambas superficies, principalmente del material más débil.

Desgaste abrasivo: El mecanismo es similar al adhesivo, pero un material se utiliza para desgastar al otro. El material abrasivo posee partículas empotradas o asperezas duras que desgastan el material más suave.

Semiconductores Extrínsecos

Un semiconductor extrínseco se crea añadiendo una pequeña cantidad de impurezas a un semiconductor intrínseco, de modo que la conductividad sea poco dependiente de la temperatura. Existen dos tipos:

Tipo N

Se dopa con impurezas donadoras (pentavalentes). Los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos los portadores minoritarios. Al aplicar una tensión, los electrones se mueven hacia el polo negativo y los huecos hacia el positivo. Un hueco en el extremo positivo se recombina con un electrón del circuito externo.

Tipo P

Se dopa con impurezas aceptoras (trivalentes). Los huecos son los portadores mayoritarios y los electrones los portadores minoritarios. Al aplicar tensión, los electrones se mueven hacia el polo negativo y los huecos hacia el positivo. Los huecos en el extremo positivo se recombinan con electrones del circuito externo.