ing. delos materiales

Ingeniería de materiales metálicos

La ingeniería de los materiales se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades.

1.1 Clasificación de los materiales

Metales
Los materiales metálicos son combinaciones de elementos metálicos. Tienen gran número de electrones deslocalizados,que no pertenecen a ningún átomo en concreto. La mayoría de las propiedades de los metales se atribuyen a estos electrones. Los metales conducen perfectamente el calor y la electricidad y son opacos a la luz visible; la superficie metálica pulida tiene apariencia lustrosa. Además, los metales son resistentes, aunque deformables, lo que contribuye a su utilización en aplicaciones estructurales.Cerámicas
Los compuestos químicos constituidos por metales y no metales pertenecen al grupo de las cerámicas, que incluye minerales de arcilla, cemento y vidrio. Por lo general se trata de materiales que son aislantes eléctricos y térmicos y que a elevada temperatura y en ambientes agresivos son más resistentes que los metales y los polímeros. Desde el punto de vista mecánico, las cerámicas sonduras y muy frágiles.

Polímeros
Los polímeros comprenden materiales que van desde los familiares plásticos al caucho. Se trata de compuestos orgánicos, basados en el carbono, hidrógeno y otros elementos no metálicos, caracterizados por la gran longitud de las estructuras moleculares. Los polímeros poseen densidades bajas y extraordinaria flexibilidad.

Materiales compuestos
Se ha diseñadomateriales compuestos formados por más de un tipo de material. La fibra de vidrio, que es vidrio en forma filamentosa embebido dentro de un material polimérico, es un ejemplo familiar. Los materiales compuestos están diseñados para alcanzar la mejor combinación de las características de cada componente. La fibra de vidrio es mecánicamente resistente debido al vidrio, y flexible debido al polímero.La mayoría de los materiales desarrollados últimamente son materiales compuestos.

Semiconductores
Los semiconductores tienen propiedades eléctricas intermedias entre los conductores y los aislantes eléctricos. Las características eléctricas de los semiconductores son extremadamente sensibles a la presencia de diminutas concentraciones de átomos de impurezas. Estas concentraciones se debencontrolar en regiones espaciales muy pequeñas. Los semiconductores posibilitan la fabricación de los circuitos integrados que ha revolucionado, en últimas décadas, las industrias electrónica y de ordenadores.

1.2 Propiedades de los materiales sólidos
De los enlaces
Estructura cristalina

Electrones de valencia
Los electrones de valencia son los electrones que se encuentran en los mayoresniveles de energía del átomo, siendo éstos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma.
Estos electrones, conocidos como "de valencia", son los que presentan la facilidad, por así decirlo, de formar enlaces. Estos enlaces pueden darse de diferente manera, ya sea por intercambio de estos electrones, por compartición de pares entre los átomosen cuestión o por el tipo de interacción que se presenta en el enlace metálico, que consiste en un "traslape" de bandas. Según sea el número de estos electrones, será el número de enlaces que puede formar cada átomo con otro u otros

Enlace iónico
Quizá el enlace iónico sea el más fácil de describir y de visualizar. Siempre existe en compuestos formados por elementos metálicos y no metálicos, osea, entre elementos situados en los extremos horizontales de la tabla periódica. Los átomos de un elemento metálico dan fácilmente sus electrones de valencia a átomos de un no metal, que a su vez, son buenos receptores de electrones. En este proceso todos los átomos adquieren la configuración estable del gas inerte, para ello se han de ionizar, cargándose eléctricamente, en la Figura 1 se...