Materiales

¿Qué es un material?
Sustancia que se manufactura y procesa. Su clasificación se basa en el tipo de enlace
Metales: enlace metálico (los núcleos quedan unidos por una nube electrónica)
Cerámicos: enlace iónico (atracción electroestática entre aniones y cationes)
Polímeros: enlace covalente (compartición de electrones)

¿Cómo se obtienen los materiales?
Metales
Materias primas: minerales(óxidos, sulfuros, carbonatos, silicatos…)
Procesos de reducción
Reducción a alta temperatura  Pirometalurgia
Reducción por corriente eléctrica  Electrometalurgia
Disolución y precipitación Hidrometalurgia
Cerámicos
Materias primas: minerales (óxidos, carburos, nitruros…)
Procesos de purificación
Disolución (lixiviación) y precipitación
Polímeros
Materias primas: productosnaturales (petróleo, gas natural, carbón, caucho…)
Procesos de polimerización:
Por adición o condensación de monómeros (molécula orgánica)

Composición de los materiales
Metales: aleaciones mezcla de dos o más elementos metálicos. Cu + Zn (latón), Fe + C (acero)… Siguen las leyes de la química: miscibilidad, solubilidad,... regidas por la termodinámica y cinética
Cerámicos: mezcla de óxidoscarburos, nitrilos: sílice, alúmina, carburo de silicio, nitruro de silicio… Estas mezclas también están regidas por la termodinámica y cinética.
Polímeros: suma de moléculas orgánicas: polietileno, polipropileno, policloruro de polivinilo… Esta suma de moléculas siguen las leyes que rigen las reacciones orgánicas

Procesado de materiales
Metales: moldeo, conformación plástica y mecanización.Cerámicos: cocción y sinterización.
Polímeros: moldeo, conformación plástica y mecanización.
Sinterización: tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre partículas. Se utiliza de modo generalizado para producir alúmina, berilia,ferrita…

Propiedades de los metales
Propiedades mecánicas
Alta resistencia y dureza
Tenacidad
Ductilidad
Conductividad térmica y eléctrica
Aplicaciones como conductores o estructurales en puentes, edificios…
Inconveniente grave: resistencia a la corrosión
Propiedades de los cerámicos
Propiedades mecánicas
Alta resistencia y dureza
Escasa tenacidad
Escasa resistencia a impacto
Escasaconductividad térmica y eléctrica
Resistencia a elevada temperatura y corrosión
Propiedades ópticas, eléctricas y térmicas excepcionales
Aplicaciones no estructurales: loza, vidrio, ladrillos…
Inconveniente su fragilidad
EJEMPLO (cerámico frente a metálico) Al2O3 vs Al
La alúmina es muy estable químicamente frente a la alta reactividad del Al.
Alta temperatura de fusión de 2020ºC frente alos 660ºC del Al  refractario
Sin embargo es muy frágil frente a la ductilidad del Al
Refractario: se refiere a la propiedad de ciertos materiales de resistir altas temperaturas sin descomponerse, se utilizan para crisoles y recubrimientos de hornos
Propiedades de los polímeros
Baja resistencia mecánica y dureza
Baja conductividad térmica y eléctrica
No resisten elevadas temperaturasLigéros
Excelente resistencia a la corrosión
Aplicaciones no estructurales
Termoplásticos: excelente ductilidad, conformabilidad y resistencia al impacto. Fluyen al elevar la temperatura y vuelven al estado sólido al enfriarlos, por presentar pocos o ningún entrecruzamiento en su estructura molecular. PVC, PET…
Termoestables: infusibles e insolubles por presentar muchos entrecruzamientos. Resinaepoxi, poliuretanos, siliconas…
Elastómeros: elásticos, pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifiquen su estructura. Caucho

ESTRUCTURA CRISTALINA Y SUS IMPERFECCIONES
Cristales: Cuerpos en que los iones o moléculas adoptan posiciones de equilibrio fijas y ordenadas regularmente en el espacio.
Los puntos que definen las posiciones de esas partículas materiales...