Metales:
Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
Metales ferrosos y no ferrosos:
Los metales ferrosos:
El hierro, metal resistente y maleable, se utiliza para las verjas de jardín, portones y cerramientos. La fundición, aleación de hierro y de carbono, se utiliza para los radiadores, las barandillas y ciertas canalizaciones. El acero blando, mezcla de hierro y de carbono, se utiliza en la construcción en forma de viguetas o chapas, que se encuentran en verjas, puertas, persianas…Todos estos materiales deben estar protegidos del oxígeno y de la humedad.
Los metales no ferrosos:
El cinc, poco alterable, se utiliza para los canalones y las cubiertas de las casas. El aluminio está presente en ventanas, puertas y portones gracias a su resistencia a la intemperie. El cobre es inalterable al agua y al vapor de agua. El acero galvanizado, acero recubierto, se utiliza para puertas de garajes y barandillas. Aplique un fondo adecuado sobre estos metales antes del acabado.
¿De donde se obtiene el metal?:
Algunos metales se encuentran en forma de elementos nativos, como el oro, la plata y el cobre, aunque no es el estado más usual.
Los metales se obtienen por lo general de minas que contienen Vetas especificas de un metal y son explotadas para sacar el metal puro(hablando de los mas comunes), a la mayoria hay que fundirlos para separarlos. Vienen incrustados en formaciones rocosas y tienen que separarlos con fuego o reactivos químicos.
Propiedades de los Metales:
Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policromismo.
Otras propiedades serían:
Maleabilidad
: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
Ductilidad
:
propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
Tenacidad
: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
Resistencia mecánica
: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.
Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen un punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad).
¿En que se emplea el metal?:
Los metales son utilizados en una gran variedad de productos industriales:
Hierro
: Se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia.
Cobre
: Cables y líneas de alta tensión y maquinaria electrica en general.
Aluminio
: se emplea en la fabricación de utensilios de cocina, cámaras fotográficas, automóviles, ferrocarriles, aviones. También en construcción, planchas para fotograbado, imanes y tecnología criogénica. En polvo se emplea en pinturas y revestimientos protectores, y así mismo como combustible para cohetes e ingrediente de mezclas incendiarias.
Plomo:
Se emplea en grandes cantidades en la fabricación de baterías y en el revestimiento de cables eléctricos. También se utiliza industrialmente en las redes de tuberías, tanques y aparatos de rayos X. Debido a su elevada densidad y propiedades nucleares, se usa como blindaje protector de materiales radiactivos.
Estaño:
Se utilizan en fabricación de hojalata, chapa emplomada, tubos comprimibles, tubos de órganos, amalgamas dentales, tipos de imprenta.
Zinc:
Se usa como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. Se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel.
Niquel:
El níquel se emplea como protector y como revestimiento ornamental de los metales.
Volframio:
los alambres en hornos eléctricos y la producción de aleaciones de acero duras y resistentes. También se utiliza en la fabricación de bujías de encendido, contactos eléctricos, herramientas de corte y placas en tubos de rayos X.
Mercurio:
Se utiliza en termómetros, en las bombas de vacío, barómetros, interruptores y rectificadores eléctricos.
Titanio:
Aleado con aluminio y vanadio, se utiliza en los aviones. El titanio se usa ampliamente en misiles y cápsulas espaciales.
Magnesio:
El metal sin alear se utiliza en flashes fotográficos, bombas incendiarias y señales luminosas, como desoxidante en la fundición de metales y como afinador de vacío.
Maderas:
La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año, formando anillos, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.
Una vez cortada y seca, la madera se utiliza para distintas finalidades y distintas áreas.
Anillos de un tronco:
Analizando un tronco desde el exterior hasta el centro se encuentran distintas estructuras con distinta función y características.
Corteza externa:
es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.
Cámbium:
es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.
Albura:
es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los compuestos de la savia. Las células transportan la savia, que es una sustancia azucarada con la que algunos insectos se pueden alimentar. Es una capa más blanca porque por ahí viaja más savia que por el resto del tronco.
Duramen (o corazón):
es la madera dura y consistente. Está formada por células fisiológicamente inactivas y se encuentra en el centro del árbol. Es más oscura que la albura y la savia ya no fluye por ella.
Médula vegetal:
es la zona central del tronco, que posee escasa resistencia, por lo que, generalmente no se utiliza.
¿De donde se obtiene la madera?:
La madera se obtiene de los arboles al cortarlos con achas o sierras electricas o de gasolina.
Propiedades de la madera:
Resistencia:
especialmente cuando los esfuerzos son paralelos a la dirección de la fibra.
Flexibilidad:
sobre todo en maderas blandas lo que permite darle curvatura.
¿En que se emplea la madera?:
Fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel.
Alimentar el fuego, en este caso se denomina leña y es una de las formas más simples de biomasa.
Menaje: vajillas, cuberterías,…
Ingeniería, construcción y carpintería.
Medicina.
Medios de transporte: barcos, carruajes.
Vidrios:
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza aunque también puede ser producido por el ser humano.
¿De donde se obtiene el vidrio?:
El vidrio común es un producto artificial obtenido por fusión de arena o cuarzo, carbonato de sodio anhidro y caliza.
Propiedades del Vidrio:
Se caracteriza por su trasparencia y por carecer de un punto de fusión determinado.
A medida que aumenta su temperatura el vidrio se hace más blando. Es distinto, pues, al hielo o a los metales, por ejemplo, que se mantienen sólidos mientras no se llega a una temperatura determinada (punto de fusión), a la cual pasan al estado líquido. En el vidrio común la fluidificación total se logra a los 1400 ºC, aproximadamente.
El vidrio no es atacado por los ácidos con excepción de ácido fluorhídrico.
Tampoco lo atacan los álcalis en solución, pero secos y en caliente (proceso llamado fusión), forman silicatos solubles.
El vidrio es mal conductor del calor y la electricidad. Un vidrio de buena calidad debe resistir la acción de los agentes atmosféricos, del agua y del dióxido de carbono y no sufrir modificaciones por la acción de los vapores de ácido clorhídrico concentrado durante 24 horas. Las propiedades de los vidrios varían conforme a su composición química.
¿En que productos se emplea el vidrio?:
Cuando el vidrio recibe tratamientos químicos o térmicos apropiados, puede servir para fabricar instrumentos de labotario (como matraces, equipos de destilación, extracción de aceites volátiles, celdas para espectroscopia, etc.) o utensilios refractarios para el hogar y la industria.
Tambien es utilizado en unidades de veiculos blindadas o como proteccion en establecimientons comerciales.
Vidrio templado:
El vidrio templado es un tipo de vidrio de seguridad, procesados por tratamientos térmicos o químicos, para aumentar su resistencia en comparación con el vidrio normal. Esto se logra poniendo las superficies exteriores en compresión y las superficies internas en tensión. Tales tensiones hacen que el vidrio, cuando se rompe, se desmenuce en trozos pequeños granulares en lugar de astillar en fragmentos dentados. Los trozos granulares tienen menos probabilidades de causar lesiones.
Vidrio blindado (vidrio laminado):
El nombre técnico correcto es el de vidrio laminado de seguridad y está compuesto por varias láminas de vidrio entre las que se intercalan diversas capas de otros materiales.
Generalmente está formado por tres capas: dos lunas de cristal grueso y duro entre las que se intercala una capa de plástico —generalmente polivinilo— o resina fundida. Aunque también es frecuente que se alternen varias capas de ambos materiales para aumentar su resistencia.
Ceramicos:
Un material cerámico es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada.
Materiales cerámicos porosos:
No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo como la arena. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes:
Materiales cerámicos impermeables y semi-impermeables:
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros. Los más destacados:
¿De donde se obtienen los ceramicos?:
Los productos ceramicos son obtenidos de la coccion de la arcilla.
Las materias primas esenciales de un producto de cerámica son la arcilla y el agua. Se pueden añadir productos no plásticos (“desgrasantes”) a la mezcla de arcilla y puede que se necesiten engobes, pinturas o barnices para el acabado de las vasijas. Para cocerlas, es preciso disponer de combustible.
Propiedades de la arcilla:
Los materiales cerámicos se caracterizan por las siguientes propiedades:
• Son muy duros y presentan una gran resistencia mecánica al rozamiento, al desgaste y a la cizalladura.
• Son capaces de soportar altas temperaturas
• Tienen gran estabilidad química y son resistentes a la corrosión
• Poseen una amplia gama de cualidades eléctricas.
Los materiales cerámicos son materiales ligeros. Su densidad varía según el tipo de cerámica y el grado de compacidad que presenten. Son mucho más duros que los metales. A diferencia de éstos, se trata de materiales relativamente frágiles, ya que los enlaces iónico-covalentes.
Su fragilidad es muy baja y las fracturas se propagan de manera irreversible.
¿En que productos se emplea el ceramico?:
Su uso inicial fue, fundamentalmente, como recipiente para alimentos; más adelante se utilizó para hacer figuras supuestamente de carácter mágico, religioso o funerario. También se emplea como material de construcción en forma de ladrillo, teja, baldosa o azulejo, tanto para paramentos como para pavimentos. Se utiliza también para la escultura. Actualmente también se emplea como aislante eléctrico.
Aceros:
El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable.
Los dos componentes principales del acero se encuentran en abundancia en la naturaleza, lo que favorece su producción a gran escala.
¿Materia prima de la que se obtiene?:
Se obtiene de la fucion del carbono y el hierro.
Propiedades del Acero:
Resistencia al desgaste
: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad
: Es la capacidad que tiene un ACERO de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad
Es la facilidad que posee un ACERO de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza
: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar.
¿Que objetos se producen con acero?:
Acero laminado
: El acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras públicas, se obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles normalizados.
Acero forjado
: La forja es cuando se somete al metal a una serie continua de golpes o impactos que modifican su forma. Se emplea este metodo para crear series de herramientas o piesas de acero.
Acero corrugado
: El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para emplearlo en hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético.
Diferencias entre una estructura cristalina y una amorfa:
Una estructura cristalina es una estructura con orden, donde los átomos que la componen formar «matrices» o «redes» tridimensionales simétricas o armónicas.
Una estructura amorfa es una estructura sin un orden interno específico, sus componentes están distribuídos al azar y sin patrones reconocibles.
Definiciones: tenacidad, fragilidad, isotropia, dureza, corrocion, oxidacion:
Tenacidad:
es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.
Fragilidad:
es la cualidad de los objetos y materiales de perder su estado original con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación.
Isotropia:
quiere decir que no depende de la eleccion de los ejes. no importa para que lado estes midiendo cierta propiedad o magnitud física siempre va a medir lo mismo.
Dureza:
es la oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, entre otras. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.
Corrosion:
se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna.
Oxidacion:
Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación.
Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se forma se deposita en la parte exterior del material recubriéndolo por completo.
Definición de propiedades físicas:
Propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas son aquellas propiedades de los sólidos que se manifiestan cuando aplicamos una fuerza.
Cohesión
: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.
Plasticidad
: Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente e irreversible.
Dureza
: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno más duro.
Resistencia
: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.
Ductilidad
: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.
Maleabilidad
: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas.
Elasticidad
: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.
Higroscopicidad
: se refiere a la propiedad de absorber o exhalar el agua.
Hendibilidad
: es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).
Resiliencia
:es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.
Propiedades ópticas
: Los materiales pueden ser:
*Opacos: no dejan pasar la luz.
*Transparentes: dejan pasar la luz.
*Traslúcidos: dejan pasar parte de la luz.
Propiedades acústicas
: Materiales transmisores o aislantes del sonido.
Propiedades eléctricas
: Materiales conductores o dieléctricos.
Propiedades térmicas
: Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades térmicas determinan el comportamiento de los materiales frente al calor.
Conductividad térmica
: es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo.
Fusibilidad
: facilidad con que un material puede fundirse.
Soldabilidad
: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.
Definición de monomeros y concepto de polimeros
Monomeros:
Un monómero es una molécula de pequeña masa molecular. La palabra monómero procede del griego mono «uno» y mero «parte».
Polimero:
Los polimeros son producto de la union de cientos o miles de monómeros por medio de enlaces químicos.
Concepto de aleaciones y para que se realizan:
Se conoce como aleación a la adición de elementos, tanto metálicos como no metálicos, a un metal base con el fin de mejorar sus propiedades en el aspecto deseado.
Soldaduras:
La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión).
Soldadura eléctrica:
Uso de la electricidad como fuente de energía para la unión metálica.
Soldadura por arco:
Este proceso utiliza un arco eléctrico entre un electrodo y el material base para derretir los metales en el punto de la soldadura.
Soldeo blando y fuerte:
Es un proceso en el cuál no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación.
Soldadura a gas
: La soldadura autógena es uno de los más viejos y más versátiles procesos de soldadura, emplea la combustión del acetileno en oxígeno para producir una temperatura de la llama de la soldadura cerca de 3100°C.
Soldadura por resistencia:
implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el contacto entre dos o más superficies de metal. Ej: soldadura por puntos.
Soldadura por rayo de energía:
La soldadura de rayo láser emplea u