Propiedades de los materiales

Propiedades de los materiales.
1. Introducción.
En los procesos de diseño y construcción de objetos técnicos, nos vemos obligados a elegir entre varios materiales para el desempeño de una determinada tarea. Para elegir un material debemos considerar cuatro aspectos:
Sus propiedades (dureza, densidad, conductividad, etc.) y sus cualidades estéticas (color, textura, etc.) deben de ser adecuadaspara la función que ha de desempeñar.
Debemos disponer de los conocimientos técnicos y de las herramientas necesarias para su manipulación.
El material debe de estar disponible y a un precio razonable.
El impacto medioambiental durante la fabricación uso y desecho.
Durante el proceso de diseño debemos considerar como afectará nuestro objeto al medio ambiente, durante la construcción, la utilizacióny el desecho. El abuso de materiales no reciclables puede acabar con los recursos y convertir nuestro entorno en un vertedero. Es por ello que debemos plantearnos reciclar materiales disponibles para nuestros diseños, siempre que sea posible.
Materiales tan cotidianos como la madera, el hierro o el papel, no se encuentran en la naturaleza, tal como los vemos en la calle, si no que sufren unproceso de transformación que convierte a las materias primas como la celulosa o el mineral de hierro, en papel o en barras metálicas. A los materiales que obtenemos directamente de la naturaleza, les llamamos materias primas y a los materiales obtenidos a partir de ellas les llamaremosmateriales elaborados.
Los materiales que nosotros empleamos se encuentran ya en distintos formatos comerciales, como:listones, chapas, hilos, barras, bloques, etc.
Como hemos comentado en el apartado anterior el primero de los factores a tener en cuenta son las propiedades, en función de la misión que tiene que desempeñar el objeto que estamos diseñando. Estas propiedades se refieren a varios aspectos:
a. Propiedades físicas.
b. Propiedades mecánicas.
c. Propiedades eléctricas y magnéticas.
d. Propiedadesópticas.
e. Propiedades estéticas.
1. Propiedades físicas.
Las propiedades físicas se refieren a aspectos relacionadas con los fenómenos físicos que afectan a los materiales, como el calor, o las dimensiones.
1. Densidad.
La densidad es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo, o dicho de otra forma la masa correspondiente a una unidad de volumen.
Material
Densidad en g/Cm3
Aluminio
2,7
Latón8,49
Plata
10,5
Hierro
7,86
La densidad se debe tener en cuenta cuando un cuerpo tiene que flotar o tener poco peso. Por ejemplo las boyas, que han de flotar se deben construir con materiales poco densos, o las piezas para aviones. Por el contrario las pesas, para básculas deberían ser bastante densas para ocupar poco espacio. También debe ser poco denso el material de embalaje.
1. Conductividadtérmica.
Un material es un buen conductor térmico cuando deja pasar el calor con facilidad, en caso contrario, su conductividad térmica será baja. Todos los metales son buenos conductores del calor, mientras que el aire es un buen aislante térmico.
Emplearemos buenos conductores térmicos para las baterías de cocina, las sartenes, los calentadores y radiadores, para la suela de una plancha, etc. Sinembargo emplearemos malos conductores para los mangos de las sartenes y ollas, para aislar las construcciones o para aislar el calor de un horno.
1. Dilatación térmica.
Los materiales suelen dilatarse (aumentar de tamaño) al aumentar la temperatura y contraerse al disminuir (Coeficiente de dilatación positivo).
Los materiales con un coeficiente de dilatación negativo, aumenta de tamaño aldisminuir la temperatura y disminuyen de tamaño al aumentar la temperatura.
La dilatación térmica de algunos materiales, se aprovecha para fabricar termostatos, ya que al dilatarse, separarán las láminas de un interruptor, y por lo tanto interrumpirán el suministro de energía eléctrica; cuando el dispositivo se enfría, la pieza se contrae y vuelve a conectar el circuito eléctrico. Los termostatos los...