Estructura y arreglo de los atomos

UNIDAD 1.

ESTRUCTURA, ARREGLO Y MOVIMIENTO DE LOS ÁTOMOS.

TIPOS DE MATERIALES.

Desde el punto de vista de Ingeniería los materiales disponibles los podemos dividir en 5 categorías:

a) Metales.
b) Cerámicos y vidrios.
c) Polímeros.
d) Compuestos o Compósitos.
e) Semiconductores.

a) METALES.

El material más usado en ingeniería es el acero estructural. Estematerial tiene varias características o propiedades que se consideran como metálicas. Es resistente y se puede amoldar a las formas necesarias. Su facilidad para deformarse permanentemente es un factor importante que le permite deformarse poco, frente a cargas súbitas y grandes. La superficie recién cortada en el acero tiene lustre metálico característico y la varilla de acero comparte unacaracterística fundamental con otros metales: es buena conductora de corriente eléctrica. Si bien el acero estructural es un ejemplo común de los metales para la tecnología, no es el único ejemplo ya que los metales forman una familia numerosa como los hierros y aceros, que se basan en el hierro, las aleaciones de aluminio, de magnesio, titanio, níquel, zinc y cobre.

b) CERÁMICOS (Y VIDRIOS).

Elaluminio es un metal común pero el Al2O3 es un material característico de una familia distinta de materiales para ingeniería llamados cerámicas. Como óxido, tiene dos ventajas con respecto al aluminio metálico. La primera es que el Al2O3 es químicamente estable en ambientes enérgicos en los cuales el aluminio se oxidaría. La segunda es que el Al2O3 cerámico tiene un punto de fusión mayor (2020ºC) queel aluminio metálico (660ºC), lo cual hace que el Al2O3 sea un refractario común, o sea un material resistente a las altas temperaturas, por lo cual se usa mucho en la construcción de hornos. Dadas estas ventajas ¿Por qué no se usa el Al2O3 en aplicaciones donde se utiliza el Aluminio? Por la propiedad más desfavorable de los cerámicos: su fragilidad.

c) POLÍMEROS.

Son los materiales demayor importancia e impacto en la tecnología moderna sobre la vida cotidiana. Pertenecen a una rama especial de la química orgánica y un nombre común y alternativo para ellos es el de plástico, debido a la gran conformabilidad de muchos polímeros durante su fabricación. El “mer” o monómero en un plástico es una molécula única de hidrocarburo, por ejemplo, el etileno (C2H4). La unión entre sí de muchosmonómeros dá como resultado una cadena larga llamada polímero. El más conocido comercialmente es el polietileno el cual es un compuesto de hidrógeno y carbono. Otros contienen oxígeno como los acrílicos, nitrógeno como los nylon, fluor, plásticos fluorados o silicio como los silicones.

d) COMPUESTOS O COMPÓSITOS.

Las 3 categorías anteriores son un surtido grande de materialesestructurales de donde escoger, pero no se reduce a ellos todas las opciones. Se tiene un conjunto importante de materiales que son una combinación de componentes individuales de esas categorías. El mejor ejemplo es el plástico reforzado con fibras de vidrio, el cual es un invento reciente que en poco tiempo se ha convertido en un material familiar que tiene lo mejor de sus componentes, siendo superior acualquiera de sus ingredientes por separado. La alta resistencia de las fibras de vidrio se combina con la ductilidad de la matriz del polímero resultando un material fuerte capaz de resistir la carga normal necesaria en un material estructural.

Exceptuando los gases nobles, todos los demás elementos de la tabla periódica son capaces de formar materiales compuestos y como ejemplos típicospodemos mencionar a la madera reforzada con fibras (triplay), al concreto que con arena y grava refuerzan un material de silicato, la resina epóxica reforzada con fibra de grafito de que se fabrican artículos deportivos los cuales son más resistentes, rígidos y ligeros que los fabricados con madera o con aceros convencionales (raquetas, remos, pértigas, palos de golf).

e) SEMICONDUCTORES.

La...