para poder llevar a cabo un estudio sistemático de los materiales que el ser humano utiliza para...

LOS MATERIALES

LOS MATERIALES: ORIGEN Y CLASIFICACIÓN

Para poder llevar a cabo un estudio sistemático de los materiales que el ser humano utiliza para satisfacer sus necesidades, hemos de distinguir entre materia prima y material elaborado.

Materia prima es el material natural que se obtiene de la naturaleza y que puede ser aprovechado directamente o bien ser sometido a diversastransformaciones.

El material elaborado es el que se obtiene después de someter la materia prima a las transformaciones oportunas. Para estudiar los materiales

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

Para estudiar los materiales pueden hacerse diferentes. clasificaciones atendiendo a distintas características.

Desde el punto de vista de su composición, se agrupan en dos grandes categorías: los

materiales metálicos y los no metálicos

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

Materiales Metálicos - Los materiales metálicos son aquellos

cuya base fundamental está constituida por un metal, como el hierro, el cobre, el cinc, el aluminio, el plomo, el estaño y otros.

Por su especial utilidad en el campo industrial, distinguiremos dos tipos:

Los materiales férricos, o materiales derivados del hierro, y

Los materiales no férricos, derivados del resto de los metales.

Materiales no metalicos

Los materiales no metálicos están formados por aquellos en cuya composición no intervienen los metales como componente básico.

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

- Físicas - Químicas - Tecnológicas

PROPIEDADES FÍSICAS

Propiedades Mecánicas Densidad: Cociente entre la masa del

cuerpo y su volumen D= Kg/m3 Elasticidad: Es la propiedad de un

material de deformarse bajo la accion de una fuerza y volver a su forma original cuando desaparece la fuerza

e = Kg/dm3

Plasticidad Rigidez Dureza Fragilidad Tenacidad

Propiedades Térmicas

Punto de fusion Punto de ebullicion Dilatacion termica Capacidad Calorifica Conductividad Termica

Propiedades opticas

Color Brillo Transparencia

PROPIEDADES QUIMICAS

Ressistencia a la corrosion Resistencia al descascarillado Resistencia a los acidos Resistencia a las bases

PROPIEDADES TECNOLOGICAS

Colabilidad Maleabilidad Soldabilidad Maquinabilidad Resistencia al desgaste Conformabilidad en frio Resistencia al calor Utilidad en caliente

ESTADO DE LOS MATERIALES

Los materiales en general presentan dos estados:

- Amorfo - Cristalino

ESTADO AMORFO

El sólido amorfo es un estado solido de la materia, en el que las partículas que conforman el sólido carecen de una estructura ordenada. Estos sólidos carecen de formas y caras bien definidas

Muchos sólidos amorfos son mezclas de moleculas que no se pueden apilar bien. Casi todos los demás se componen de moléculas grandes y complejas. Entre los sólidos amorfos más conocidos destaca el vidrio

Propiedades de los sólidos amorfos

1. Isotropía Las moléculas de los sólidos amorfos están

distribuidas al azar y las propiedades físicas del sólido son idénticas en todas las direcciones es decir presenta isotropía.

Isotropía es la característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección Es decir, se refiere al hecho de que ciertas magnitudes vectoriales conmensurables, dan resultados idénticos con independencia de la dirección escogida para dicha medida.

2. Temperatura de transición vítrea (Tg) Las formas amorfas tienen una temperatura

característica a la cual sus propiedades experimentan cambios importantes. Esta temperatura se conoce como temperatura de transición vítrea

La temperatura de transición a vidrio de un material amorfo puede reducirse añadiendo moléculas pequeñas, denominadas "plastificadores", que se adaptan entre las moléculas vítreas y les proporciona mayor movilidad.

3. No tiene un punto de fusión definido, sino que dicha transformación acontece en un intervalo de temperatura. Cuando se calienta un sólido amorfo, la sustancia no manifiestan un punto de fusión, aunque se ablandan progresivamente aumentando su tendencia a deformarse.

Esto se debe a la disposición irregular de sus partículas permitiendo que la intensidad de las fuerzas intermoleculares entre ellas sea diferente, por lo tanto la fusión se alcanza a distintas temperaturas según la proporción de las distintas partículas que forman la muestra

ESTADO CRISTALINO

Una sustancia está en estado cristalino cuando sus átomos se encuentran dispuestos en forma ordenada y las distancias interatómicas son constantes.

Dicho de otro modo un cristal tiene una estructura interna de átomos geométricamente ordenados según redes espaciales cuya distribución responde a la repetición, en las tres dimensiones, de un diseño unitario.

El diamante, por ejemplo, es una variedad cristalina del carbono que en su estructura atómica tiene, alrededor de cada átomo, otros cuatro ordenados como los vértices de un tetraedro.

Este tetraedro es la unidad de la red atómica. Su repetición en las tres

dimensiones se produce por unión de sus vértices y en conjunto configura la

red espacial de los cristales de diamante.

Este tetraedro es la unidad de la red atómica. Su repetición en las tres dimensiones se produce por unión de sus vértices y en conjunto configura la red espacial de los cristales de diamante.Este tetraedro es la unidad de la red atómica. Su repetición en las tres dimensiones se produce por unión de sus vértices y en conjunto configura la red espacial de los cristales de diamante.Este tetraedro es la unidad de la red atómica. Su repetición en las tres dimensiones se produce por unión de sus vértices y en conjunto configura la red espacial de los cristales de diamante.

Otro ejemplo es el grafito, otra variedad cristalina del carbono, en donde los átomos se disponen como vértices de hexágonos y se unen formando capas paralelas.

Los cristales poseen elementos de simetría. Los elementos de simetría de un cristal son direcciones particulares que cumplen condiciones de simetría determinadas por la posición de los átomos dentro de la estructura cristalina.

Elementos de simetría

Eje de simetría: dirección alrededor de la cual un cristal puede girar 360º pasando "n" veces por posiciones análogas. Es una línea recta que se ubica de tal manera que, al girar el cristal, toma dos o más veces la misma posición en una vuelta entera.

Período del eje : es el número "n" de posiciones y puede ser de 2, 3, 4 o 6 con ángulos de rotación de 180º, 120º, 90º y 60º. Para el caso los ejes se llamarán binarios, ternarios, cuaternarios y senarios.

Un ejemplo sencillo se muestra en la figura, donde se ve un cristal cúbico que al girar alrededor del eje dibujado, repite cuatro veces la misma posición en una vuelta.

Planos de simetría: son planos que se ubican en el interior del cristal dividiéndolo en dos partes de tal manera que una de ellas se comporta con respecto a la otra como un cuerpo y su imagen en el espejo.

Centro de simetría es un punto situado en forma tal que cualquier recta que lo atraviese encuentra en ambos sentidos, a igual distancia, la superficie externa del cristal