introduccion de materiales

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE MATERIALES
0. 1. Introducción
La Ciencia de los Materiales es la disciplina que se encarga de estudiar cómo están
formados los materiales y cuales son sus propiedades. El objetivo de esta disciplina es
proporcionar criterios para buscar y seleccionar los materiales más apropiados para cada
aplicación de ingeniería.
Los materiales son las sustancias que componencualquier cosa o producto. Desde el
comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el
hombre para mejorar su nivel de vida. La producción de nuevos materiales y el procesado
de éstos constituyen una base importante de nuestra economía actual. La búsqueda de
nuevos materiales progresa continuamente, así los ingenieros mecánicos buscan materialesresistentes a altas temperaturas, de forma que los motores de reacción funcionen más
eficientemente. Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para
conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y
temperaturas.
El estudio de los materiales se abordaría de la forma siguiente:
En primer lugar estaría el estudio de la estructura de los materiales,intentando comprender
cómo están constituidos. Tanto la composición como la estructura de un material tienen una
influencia muy importante sobre sus propiedades y su comportamiento.
Los ingenieros y los científicos que estudian y desarrollan materiales deben comprender su
estructura atómica. Veremos que las propiedades de los materiales se pueden controlar y
que, en realidad, se puedenadaptar a las necesidades de determinada aplicación, mediante
el control de la estructura y su composición.
La estructura de los materiales se puede examinar y describir en cinco niveles diferentes:

Macroestructura
Microestructura
Nanoestructura
Estructura atómica
Arreglos atómicos de corto y largo alcance
Macroestructura

La macroestructura es la estructura del material a nivelmacroscópico, donde la escala de
longitud es aproximadamente mayor a 1000nm (nanómetros). Entre las propiedades que
constituyen la macroestructura están la porosidad, los recubrimientos superficiales y las
microfisuras internas o externas.

Microestructura
La microestructura es la estructura del material a una escala de longitud de
aproximadamente 10 a 1000nm. La escala de longitud es una longitud ointervalo de
dimensiones características dentro de la que se describen las propiedades o los fenómenos
que suceden en los materiales. En el caso normal, la microestructura comprende
propiedades como el tamaño promedio del grano, la distribución de ese tamaño, la
orientación de los granos y otras propiedades relacionadas con los defectos en los
materiales (un grano es una porción del materialdentro de la cual el arreglo de los átomos
es casi idéntico).

Estructura atómica
También es importante comprender la estructura atómica y la forma en que los enlaces
atómicos producen distintos arreglos atómicos o iónicos en los materiales. La estructura
atómica incluye todos los átomos y sus arreglos, que constituyen los bloques estructurales
de la materia. A partir de estos bloquesestructurales emergen todos los nano, micro y
macroniveles de estructura.
Las perspectivas obtenidas al comprender la estructura atómica y las configuraciones de
enlace de los átomos y moléculas son esenciales para una buena selección de materiales de
ingeniería, así como para desarrollar nuevos materiales avanzados.

Estructura cristalina
Los diversos átomos que forman el material se agrupanentre sí al solidificar. Dependiendo
de la forma o patrón cómo se agrupen los átomos se pueden clasificar los sólidos como:
Materiales cristalinos si los átomos se agrupan siguiendo patrones de ordenamiento
definidos. A los conjuntos de átomos ordenados de manera regular y definida se les llama
cristales. A un material cuyos átomos forman cristales se le llama material cristalino.

Materiales...