Materiales

Es todo lo que se conoce como materia y es revelable a nuestros sentidos o a cualquier instrumento de medida como por ejemplo la energía, partículas sin masa y los átomos.

Metales: Son  sustancias inorgánicas, enlazadas por uniones metálicas basadas en e^– deslocalizados que no pertenecen a ningún átomo en concreto, esto debido a que poseen valencias bajas. Su estructura es cristalina, son buenos conductores de calor y la electricidad, dúctiles a temperatura ambiente y elevada resistencia mecánica incluso a altas temperaturas.

Metales y aleaciones ferrosas: son aleaciones que contienen gran  porcentaje de Fe, por ej: aceros, fundiciones de Fe y  carburos de Fe o cementita. Sus Caract son la diversidad de propiedades mecánicas, la facilidad de fabricación  y  la economía de producción, tienen densidad relativamente alta, conductividad eléctrica comparativamente baja y susceptibilidad a la corrosión en medios comunes.

MATERIALES CERAMICos:  Son compuestos químicos  inorgánicos constituidos por elementos metálicos y no metálicos, forman oxidos nitruros y carburos. Estructuralmente cristalinos forman enlaces iónicos y covalentes. Sus características son la alta dureza, fragilidad, resistentes a altas temperaturas, bajo peso, resistencia a la humedad y el calor, baja tenacidad y ductibilidad , reducida fricción y  aislantes eléctricos y térmicos debido a la ausencia de electrones conductores.

MATERIALES POLIMERICOS. Son compuestos orgánicos cuyos elementos principales son el carbono y el hidrógeno. Son no metálicos y su mayoría son derivados del  petróleo (hidrocarburos). Su estructura es de tipo molecular con algunas mezclas de regiones cristalinas y amorfas. Se caracterizan por llegar a formar estructuras de gran longitud (cadenas) químicamente enlazadas entre sí. Son malos conductores de la electricidad, buenos aislantes, baja densidad y gran plasticidad.
Desventaja perdida de características mecánicas y geométricas con la temperatura. Ej Polietileno, PVC (Policloruro de vinilo).

Carbono: Nº atómico=6, Es sólido a temperatura se encuentra naturalmente como grafito( blando, barato) o diamantes (duro, caro) y 10 mil compuestos mas.  Gran afinidad para enlazarse con otros atomos y tambien carbonos, con estos forma largas cadenas ej: hidrocarburos, dioxido de carbono, Las fibras de carbono.

Hidrogeno: Nº atómico=1: mas abundante del universo, la Tierra existe como gas diatomico (H2), poco abundante en la atmósfera debido a su pequeña masa, La mayor parte del hidrogeno terrestre se encuentra formando parte de compuestos químicos tales como los hidrocarburos o el agua, por medio del metano se obtiene h.

MATERIALES COMPUESTOS: obtenidos artificialmente, metales con cerámicas, metales con polímeros, cerámicas con polímeros, etc cuyo objetivo es alcanzar la mejor combinación de las características  de cada componente. Objetivo: es mejorar la combinación de propiedades mecánicas tales como la rigidez, tenacidad, resistencia a la tracción a temperaturas elevadas y a temperatura ambiente.

 Materiales Reforzados con partículas grandes: hormigón, Cermet. Elastómeros (reforzado con partículas negro humo)

Materiales Consolidados por dispersión: y la dureza de las aleaciones metálicas pueden aumentarse mediante la dispersión uniforme de finas partículas de material muy duro: ej agregar 3% torio al ni:

Materiales compuestos reforzados con fibras: elevada resistencia y rigidez a baja densidad Fibra de vidrio con poliéster, Fibra de carbono.

Materiales compuestos estructurales: Sus propiedades  dependen de la geometría del diseño y de los elementos componentes, son homogéneos y rígidos. Ej: Compuestos laminares,capas apiladas, Paneles sandwich , capas separadas por un material menos denso.

Semiconductores: propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los aislantes eléctricos. De acuerdo a los parámetros físicos a las que este sometido el material, este se comportara como conductor o semiconductor. semiconductores elementales son el Si y el Ge

Silicio: Nº atómico=14 , segundo elemento más abundante, se encuentra en forma de dióxido de Si (SiO2) se usa como fertilizante chips para transistores pilas solares y varios circuitos, aleaciones de cobra (cobre laton).

Elasticidad: capacidad de un material para aceptar cargas produciéndose una deformación, esta deformación desaparece al quitar la carga aplicada al objeto por lo que el material vuelve a su estado inicial.

tensión o Esfuerzo: son las fuerzas internas que aparecen en los elementos sometido a cargas  y se transmiten a través de todo el material

Esfuerzos normales (σ): son aquellos que surgen cuando la carga aplicada es normal a la sección o área del elemento mecánico y son de tracción y compresión.

Esfuerzos tangenciales (): son aquellos que aparecen cuando la carga es aplicada paralela o tangente a la sección de un elemento, estos se presentan en casos de aplicación de un esfuerzo cortante o de un momento torsor.

Deformación (ξ): es el cambio de las dimensiones iniciales con respecto  a las finales cuando se aplica una carga

modulo de Young. Es una medida de la rigidez y es propio de cada material.

Anelasticidad  (viscoelasticidad): componente elástica dependiente del tiempo se denomina anelasticidad. Luego de aplicar la carga a un cuerpo para deformarlo el cuerpo demora un tiempo en volver a su estado inicial este tiempo que demora el cuerpo en volver a su estado inicial se le llama anelasticidad.

Homogeneidad:  Estado ideal que supone propiedades idénticas en toda la extensión del material.

Isotropía: Aptitud que presenta un material para poseer simetría elástica, es decir el material tiene las mismas propiedades elásticas en todas las direcciones, en cada punto del cuerpo. Si un material no tiene ninguna clase de simetría elástica se denomina anisótropo.

Zorron: indica la relación entre las deformaciones relativas en sentido transversal que sufre el material y las deformaciones relativas en dirección  de la fuerza aplicada sobre el mismo. cada material tiene su propio zorron

Plasticidad:

Es la capacidad que tiene un material para quedar deformado permanentemente. Esta propiedad se mide a través de la ductilidad.

maleabilidad, que es la capacidad que tiene un material para deformarse permanentemente a través de un trabajo mecánico sin llegar a la ruptura.

Laminación: materiales maleables son convertidos en laminas mediante esfuerzos mecanicos realizados por rodillos al material. ( se hace en frio y caliente)

Trefilación: proceso mediante el cual un material maleable es convertido en hilo, esto por medio de una fuerza aplicada al material el cual pasa por una matriz muy fina  ( se hace en frio y caliente)

Fragilidad: esta ocurre cuando un material falla sin mostrar ductilidad y se relaciona con materiales de alta dureza.

Dureza

Es la resistencia que opone un material a la deformación permanente, la que se realiza a través de una penetración o rayado.

Tenacidad

Es una medida de la energía requerida para hacer fallar un material. Esta asociada a la resistencia de impactos antes de fracturarse.