Ciencia y Tecnologia de los Materiales

Tema 1. Ciencia y tecnología de los materiales.
• Introducción.
La ciencia e ingeniería de los materiales están íntimamente ligadas ya que el conocimiento y procesos de
fabricación de los materiales, posibilita la conversión de los mismos para su uso industrial.
Hasta hace relativamente poco tiempo el material de interés tecnológico era el metal, los cuales han perdido
parte de hegemonía afavor de materiales tradicionales, cerámicos, compuestos y poliméricos gracias a las
nuevas tecnologías de fabricación.
Estas mismas tecnologías posibilitan la fabricación de materiales compuestos y evolución de nuevos
materiales. Existe dos posibilidades para la síntesis de un nuevo material, tratar de encontrar otros materiales
haciendo composiciones con los mismos o utilizar nuevas técnicaspara variar los existentes. La aparición de
nuevos materiales no debe suponer el desprecio por los materiales tradicionales.
• Clasificación de los materiales.
Se hace necesario clasificar los materiales en función de sus propiedades, para determinar las tendencias de
uso.
Tradicionalmente los materiales se han dividido en estructurales o funcionales aunque esta clasificación no
estáperfectamente delimitada.
• Materiales estructurales.
Son aquellos basados en sus propiedades mecánicas para su uso, siendo los más importantes tanto en volumen
de producción como desde el punto de vista económico.
• Metales.
El estudio de los metales constituye una rama científica llamada metalurgia. Esta se divide en dos grandes
áreas Férreos y no Férreos. Hay día sigue siendo la rama másimportante dentro de los materiales estructurales
dado las propiedades de los metales que le confieren características únicas. Estas propiedades se basan en el
enlace atómico, estructura cristalina que le confiere altos valores de rigidez y resistencia mecánica.
• Cerámicas técnicas.
Su base suele ser elementos inorgánicos de estructura cristalina que pueden ser óxidos, carburos, silicatos,
etc.,utilizándose tanto como materiales estructurales como funcionales (magnetismo, electrónica ...). Sus
propiedades le confieren de un amplio campo de posibles aplicaciones.
Ventajas:
Estabilidad a alta temperatura, alta resistencia frente a esfuerzos de compresión, excelente dureza, resistencia
a la corrosión, poco peso específico, amplia gama de conductividades térmicas y eléctricas.Desventajas:
Alto costo, fragilidad, poca resistencia a cambios bruscos de temperatura.
1

• Polímeros.
Son los materiales que poseen mayor desarrollo potencial. Se han fabricado polímeros con una resistencia
específica mayor que el acero y otros con una conductividad mas alta que la del cobre. Su estructura está
basada en unas moléculas muy largas que se unen mediante enlace covalente. En generallos polímeros son
menos rígidos y resistentes que los metales pero son suficientes para muchas aplicaciones.
• Materiales compuestos.
Un material compuesto consta de al menos dos materiales diferentes.
En estos materiales el componente mayoritario hace de matriz y el minoritario de reforzante. Según la matriz
los materiales compuestos pueden ser de matriz polimérica, metálica o cerámica.Dependiendo en la forma y
distribución del reforzante pueden ser de refuerzo continuo o discontinuo. Los materiales compuestos de
matriz polimérica son los de mayor demanda y más desarrollo tecnológico.
• Materiales funcionales.
Son aquellos que se utilizan según sus propiedades funcionales como propiedades químicas, magnéticas y
optoelectrónicas. Su precio suele ser alto y su uso y clasificaciónson múltiples, aunque se puede dar una
clasificación muy general:
Los basados en propiedades químicas: anticorrosivos, reactivos, etc.
Los basados en propiedades magnéticas: altavoces, radios, etc.
Los basados en propiedades optoelectrónica: semiconductores (silicio), ordenadores.
• Competencia y líneas futuras.
La aparición de nuevos materiales lleva implícito un ciclo con varias etapas...