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Tipos de materiales
Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos. Existen materiales de muy diversos tipos que, de forma muy regular, se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:
Metales y aleaciones: hierro y acero, aluminio, cobre, níquel, titán, etc., y sus aleaciones.
Polímeros:gran desarrollo potencial. Comúnmente llamados plásticos.
Cerámicos y vidrios: vidrios, cementos, hormigones, etc.
Materiales compuestos: mezcla de materiales: madera, fibra de vidrio, fibra de carbono, polímeros rellenos.
Propiedades de los materiales
Las propiedades de un material determinado se pueden clasificar en cinco grupos diferentes:
Propiedades químicas: Uno de los factores quelimitan de forma notable la vida de un material es la alteración química que puede experimentar en procesos de oxidación o corrosión.
Oxidación: Consiste en la cesión de electrones. Cuando un material se combina con el oxígeno, transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que experimenta una reacción de oxidación. De esta forma esquemática se puede representar el proceso de oxidaciónde la siguiente manera:
Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se transforma se deposita en la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el proceso de oxidación continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben atravesar, por difusión, la capa de óxido, que se comportaoponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los del material. Existen capas de óxidos que presentan mayor oposición a este movimiento que otras.
Cuanto mayor sea la temperatura a la que se encuentra sometido un material, mayor será la velocidad a la que se produce su oxidación, pues un aumento de temperatura activa el proceso de difusión de los átomos del material y del oxígeno en lacapa del óxido.
Para aumentar su resistencia a la oxidación, el acero dulce se alea con otro material que tenga una energía de oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que la suya. En ese caso, el material añadido se oxida primero debido a su mayor energía de oxidación; pero al formarse una capa de óxido el proceso de oxidación se frena, transcurriendo a partir de entonces a unavelocidad muy lenta.
Corrosión: Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se denomina corrosión. Ésta es mucho más peligrosa para la vida de los materiales que la oxidación simple, pues en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita sobre el material, sino que se disuelve y acaba por desprenderse.
La corrosión no severifica de una manera uniforme, sino que existen determinados puntos del material donde el ataque es mayor. Esto da lugar a la formación de importantes fisuras, que pueden llegar a producir una rotura por fatiga o una fractura frágil.
Propiedades físicas. Principales: Se denomina densidad (d) a la relación existente entre la masa de un determinado material y el volumen que ocupa. Su unidad en elS.I. es el Kg/m3. La magnitud inversa a la densidad se conoce como volumen específico. Por su peso (Pe) se entiende la relación existente entre el peso de una determinada cantidad de materia el volumen que ocupa. Su unidad en el S.I. es el N/m3.
Propiedades eléctricas: Todas las sustancias, en mayor o menor grado, son conductoras de la corriente eléctrica y también, según ciertas características deconstrucción y naturaleza, ofrecen una resistencia al paso de la corriente. Todas estas propiedades condicionan, en muchos casos el destino de un material en concreto. La resistencia eléctrica de un material conductor depende, entre otros factores, de su naturaleza; es decir, de la presencia de e- móviles en los átomos y de su grado de movilidad. Esta propiedad, específica de cada sustancia,...