Ciencia de los materiales

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Ciencia de Materiales
Ingeniería Química Universidad de Huelva
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Introducción

TEMA 1: INTRODUCCIÓN
Los materiales, en una forma muy general, se pueden clasificar en materiales estructurales y materiales funcionales. Los materiales estructurales son los que se utilizan para construir estructuras, edificaciones, etc. Su utilización es función de las propiedades mecánicas que presentan.Los materiales funcionales son los que encuentran aplicación en función de otras propiedades, fundamentalmente físicas, como la conductividad eléctrica, propiedades ópticas, magnéticas, químicas, etc. En ambos casos, los materiales se pueden clasificar en: metálicos poliméricos cerámicos compuestos semiconductores

o Los materiales metálicos son los que han encontrado mayor utilidad hasta épocasrecientes debido a sus propiedades mecánicas, tales como su dureza, resistencia a esfuerzos, tenacidad (energía necesaria para que se rompan), facilidad para adoptar una forma permanente, elevado punto de fusión. Como inconvenientes están su elevada densidad en muchos casos y su tendencia a reaccionar con agentes químicos agresivos, produciéndose fenómenos de corrosión que pueden inutilizarlos parael servicio al que están destinados. o Los materiales cerámicos generalmente presentan gran dureza, elevada resistencia a la compresión y elevado punto fusión. Son resistentes a muchos medios agresivos químicamente. El principal inconveniente es su fragilidad. o Los materiales poliméricos (plásticos) son fácilmente deformables, resistentes a medios agresivos y no presentan las propiedadesmecánicas de los metálicos y los cerámicos. Su inconveniente es que se deterioran a temperaturas relativamente bajas (a 200-300ºC se inutilizan). Una de sus grandes ventajas es su baja densidad, lo que los hace interesantes en industrias tales como la automoción y aeronáutica. o Para combinar propiedades de distintos tipos de materiales se han creado los materiales compuestos, que son mezclas (de tipo“sandwich” de partículas) de materiales de diferentes tipos, como

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Introducción

por ejemplo, plásticos reforzados con partículas metálicas o cerámicas. o Los materiales semiconductores presentan como particularidad que elevan su conductividad eléctrica al aumentar su temperatura. La tendencia actual en la búsqueda de nuevos materiales es función de diferentes factores de entre los cuales sepueden destacar los siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. Mejora de las propiedades mecánicas Búsqueda de materiales de bajo peso específico Materiales resistentes a elevadas temperaturas Materiales resistentes a la corrosión Materiales con propiedades físicas (no mecánicas) muy específicas

Un factor importante es el energético, refiriéndose siempre al consumo de energía en la fabricación del material.Además, se ha de tener en cuenta en dicha fabricación el factor económico, el medioambiental y el posible reciclado. Al abordar el estudio del comportamiento de los materiales es necesario tener en cuenta que el gran número existente en el mercado imposibilita familiarizarse con gran parte de ellos, por lo que se plantea un estudio sistemático del comportamiento en función de un modelo que seaaceptable por parte de los materiales en cuestión, es decir, que no se debe tratar de abordar el estudio individual de cada material sino plantear cómo están constituidos los distintos materiales y de qué forma dependen las propiedades de dicha constitución. En este sentido se ha comprobado que las propiedades de los materiales dependen de su estructura, fundamentalmente del tipo de enlace entre loselementos que lo constituyen, de la ordenación espacial de los átomos o iones y de la micro estructura, es decir, el aspecto que presentan mediante observación microscópica. Es preciso tener en cuenta que en muchos casos el comportamiento de un determinado material depende además de su historia y, en particular, de su historia térmica; así, por ejemplo, un acero al carbono que se fabrica en...
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