Ciencia que estudia los metales

Fundición de metales

Introducción:  El descubrimiento de los metales fue el paso previo a la civilización. El metal es conocido por el hombre desde los tiempos prebíblicos y diferentes civilizaciones utilizaron el metal para hacer productos para la religión, la caza, las armas, el hogar y el propósito ornamental. Ahora, el hombre depende del metal para cocinar y viajar. Un departamento separado llamado metalurgia estudia todo el proceso de trabajar los metales para diversas aplicaciones.

Los metales puros son elementos químicos que no pueden descomponerse en otras sustancias. Hay cientos de estas sustancias, de las cuales algunas se encuentran en estado libre y otras se encuentran en combinación con el silicio u otros elementos. Los metales suelen ser brillantes, fuertes, duros, frágiles y buenos conductores de la electricidad. Sin embargo, tienen una cantidad variable de cada una de sus propiedades. Algunos metales, como el mercurio, se encuentran en estado líquido, mientras que otros, como el litio, son muy pesados.

Cada elemento tiene sus propias características, según las cuales pueden utilizarse para diferentes fines. Algunos son maleables, lo que significa que se pueden estirar y tirar, mientras que otros son dúctiles, lo que significa que se pueden martillar y apretar.

Metalurgia 意味

La metalurgia es un ámbito de la ciencia y la ingeniería de materiales que estudia el comportamiento físico y químico de los elementos metálicos, sus compuestos intermetálicos y sus mezclas, que se conocen como aleaciones.

La metalurgia abarca tanto la ciencia como la tecnología de los metales; es decir, la forma en que la ciencia se aplica a la producción de metales, y la ingeniería de los componentes metálicos utilizados en productos tanto para los consumidores como para los fabricantes. La metalurgia es distinta de la artesanía del metal. La metalurgia se basa en la metalurgia de manera similar a como la medicina se basa en la ciencia médica para el avance técnico. El especialista en metalurgia se denomina metalúrgico.

La ciencia de la metalurgia se subdivide en dos grandes categorías: la metalurgia química y la metalurgia física. La metalurgia química se ocupa principalmente de la reducción y la oxidación de los metales, así como del rendimiento químico de los mismos. Los temas de estudio de la metalurgia química incluyen el procesamiento de minerales, la extracción de metales, la termodinámica, la electroquímica y la degradación química (corrosión)[1] En cambio, la metalurgia física se centra en las propiedades mecánicas de los metales, las propiedades físicas de los metales y el rendimiento físico de los metales. Los temas estudiados en la metalurgia física incluyen la cristalografía, la caracterización de los materiales, la metalurgia mecánica, las transformaciones de fase y los mecanismos de fallo[2].

Pirometalurgia

Los compuestos intermetálicos contienen elementos situados a la izquierda de la línea de Zintl en la Tabla Periódica. Se forman y existen en condiciones de deficiencia de electrones. Como consecuencia, por un lado, los conceptos clásicos de enlace químico en materiales inorgánicos, es decir, las escalas de valencia y las reglas de recuento de electrones, no funcionan para estas sustancias debido al bajo número de electrones de valencia disponibles. Por otro lado, el desarrollo de nuevos conceptos basados, por ejemplo, en cálculos químicos cuánticos, se ve obstaculizado por la complejidad de la estructura cristalina y electrónica de estos compuestos. El equilibrio de estas consideraciones es el núcleo de la investigación del Departamento de Ciencias Químicas Metálicas.

Debido a las condiciones límite mencionadas, la estrategia general de la investigación sobre compuestos intermetálicos en el departamento de Ciencia de los Metales Químicos se basa en la interacción de técnicas experimentales y teóricas y se realiza en cuatro direcciones principales: i) síntesis de nuevas sustancias y desarrollo de las nuevas rutas de preparación, ii) caracterización de la composición química, la estabilidad termodinámica, la estructura cristalina y la microestructura de los materiales, iii) análisis del enlace químico, y iv) estudios sobre las propiedades químicas y físicas y su relación con el enlace químico y la estructura cristalina de las nuevas sustancias y materiales.

Procesamiento de minerales

Materiales modernos, diseño y aplicaciónEl primer cuatrimestre de estudios consta de cuatro cursos principales obligatorios que terminan con exámenes, el segundo cuatrimestre de estudios consta de dos cursos obligatorios que terminan con exámenes, y tres cursos terminados con pruebas. Durante el último semestre, el estudiante realiza una tesis de maestría (20 ECTS), realiza los dos cursos optativos y un seminario de diploma. Los cursos de ciencias humanísticas y sociales se realizan por un total de 5 ECTS durante el primer y segundo trimestre. En general, a lo largo del ciclo, el estudiante podrá elegir cursos por un total de 26 ECTS.

La gama de aprendizaje en los estudios de segundo ciclo incluye cursos sobre los fundamentos de la ciencia de los metales no ferrosos y la ingeniería de los metales, la producción y las propiedades de los materiales compuestos, los nanomateriales, los polvos, las aleaciones ligeras y los biomateriales, así como la modelización de la estructura y la resistencia de los materiales deformados plásticamente y los procesos innovadores de los metales no ferrosos y la ingeniería de superficies moderna.