Ensayos Físicos

Ciencia
de
Materiales
Ingeniería Química
Universidad de Huelva

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Introducción

TEMA 1: INTRODUCCIÓN
Los materiales, en una forma muy general, se pueden clasificar en
materiales estructurales y materiales funcionales.
Los materiales estructurales son los que se utilizan para
construir estructuras, edificaciones, etc. Su utilización es
función de las propiedades mecánicas quepresentan.
Los materiales funcionales son los que encuentran aplicación
en función de otras propiedades, fundamentalmente físicas,
como la conductividad eléctrica, propiedades ópticas,
magnéticas, químicas, etc.
En ambos casos, los materiales se pueden clasificar en:
-

metálicos
poliméricos
cerámicos
compuestos
semiconductores

o Los materiales metálicos son los que han encontrado mayorutilidad hasta épocas recientes debido a sus propiedades
mecánicas, tales como su dureza, resistencia a esfuerzos,
tenacidad (energía necesaria para que se rompan), facilidad para
adoptar una forma permanente, elevado punto de fusión. Como
inconvenientes están su elevada densidad en muchos casos y su
tendencia a reaccionar con agentes químicos agresivos,
produciéndose fenómenos decorrosión que pueden inutilizarlos
para el servicio al que están destinados.
o Los materiales cerámicos generalmente presentan gran dureza,
elevada resistencia a la compresión y elevado punto fusión. Son
resistentes a muchos medios agresivos químicamente. El
principal inconveniente es su fragilidad.
o Los
materiales
poliméricos
(plásticos)
son
fácilmente
deformables, resistentes a mediosagresivos y no presentan las
propiedades mecánicas de los metálicos y los cerámicos. Su
inconveniente es que se deterioran a temperaturas relativamente
bajas (a 200-300ºC se inutilizan). Una de sus grandes ventajas es
su baja densidad, lo que los hace interesantes en industrias tales
como la automoción y aeronáutica.
o Para combinar propiedades de distintos tipos de materiales se
han creado losmateriales compuestos, que son mezclas (de tipo
“sandwich” de partículas) de materiales de diferentes tipos, como

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Introducción

por ejemplo, plásticos reforzados con partículas metálicas o
cerámicas.
o Los materiales semiconductores presentan como particularidad
que elevan su conductividad eléctrica al aumentar su
temperatura.
La tendencia actual en la búsqueda de nuevos materialeses función de
diferentes factores de entre los cuales se pueden destacar los
siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.

Mejora de las propiedades mecánicas
Búsqueda de materiales de bajo peso específico
Materiales resistentes a elevadas temperaturas
Materiales resistentes a la corrosión
Materiales con propiedades físicas (no mecánicas) muy específicas

Un factor importante es el energético,refiriéndose siempre al consumo
de energía en la fabricación del material. Además, se ha de tener en
cuenta en dicha fabricación el factor económico, el medioambiental y el
posible reciclado.
Al abordar el estudio del comportamiento de los materiales es necesario
tener en cuenta que el gran número existente en el mercado
imposibilita familiarizarse con gran parte de ellos, por lo que se planteaun estudio sistemático del comportamiento en función de un modelo
que sea aceptable por parte de los materiales en cuestión, es decir, que
no se debe tratar de abordar el estudio individual de cada material sino
plantear cómo están constituidos los distintos materiales y de qué
forma dependen las propiedades de dicha constitución. En este sentido
se ha comprobado que las propiedades de losmateriales dependen de
su estructura, fundamentalmente del tipo de enlace entre los elementos
que lo constituyen, de la ordenación espacial de los átomos o iones y de
la micro estructura, es decir, el aspecto que presentan mediante
observación microscópica.
Es preciso tener en cuenta que en muchos casos el comportamiento de
un determinado material depende además de su historia y, en...