Tipos de materiales

Ciencia de los materiales

Es la ciencia que estudia la correlación existente entre la estructura y las propiedades.
Estructura: como están dispuestos los componentes a nivel espacial. Para establecer la estructura hay que recurrir a procedimientos que están limitados por la capacidad de un instrumento. Diferentes tipos (relacionados con niveles de observación):
Estructura atómicaMicroestructura
Macroestructura
Propiedades: respuesta de un material al ser sometido a un estímulo externo. Están separadas de acuerdo con la naturaleza del estímulo.
Propiedades mecánicas: la reacción de un material sobre el cual se aplica una fuerza. Se puede hablar de resistencia a tracción, dureza, resilencia, límite elástico, dependiendo del sentido de la aplicación. Son fundamentales paraoptar a elegir un material más idóneo para una aplicación estructural como las que son requeridas en la ingeniería civil (carreteras, puentes...), industria naval y aeronáutica (medios de transporte en general).
Propiedades físicas:
Eléctricas (conductividad eléctrica): importante, en especial, para la industria eléctrica, que tiene además de producir tiene que conducir electricidad.Magnéticas (magnetismo).
Térmicas (capacidad calorífica)
Ópticas (color, índice de refracción): relacionada sobre todo con la aplicación de la tecnología láser.
Son fundamentales para elegir convenientemente un material funcional, siempre y cuando no se le requiera, simultáneamente, cumplir una misión estructural.
Propiedades químicas: caracterizan la reactividad química del material con el medio en elcual esté actuando.
Resistencia a la corrorsión
Degradación
Estabilidad ambiental

Hay que elegir el material adecuado desde un punto de vista global, teniendo que optar por una solución de compromiso sopesando adecuadamente los pros y contras. También hay que tener en cuenta el comportamiento en servicio y como los efectos ambientales pueden afectar al comportamiento de un material: carga,temperatura, atmósfera, corrosión, radiación, fatiga...

Propiedades tecnológicas: definen el comportamiento del material durante el proceso de conformación y de fabricación.
Ductilidad: los materiales dúctiles son fáciles de conformar.
Maleabilidad: relacionada con la capacidad plástica de un material.
Colabilidad: reacción de un material conformado por moldeo.
Soldabilidad: la soldadura esel proceso de unión más ampliamente utilizado, es muy importante en la construcción naval.
Maquinabilidad: está muy relacionado con la dureza, es la forma que puede obtener por varios procesos.
Las propiedades tecnológicas afectan, fundamentalmente, a la macroestructura. Condicionan en función del tamaño y forma, la determinación de cual material se utiliza.


Aplicaciones de los materiales:están en nuestra vida cotidiana como, por ejemplo, en los transportes, embaces y usos domésticos. Además de usos bélicos, pero sobre todo uso industrial; centrales de energía eléctrica, molinos, extracción de petroleo, potabilizadoras de agua...




Tipos de materiales: atendiendo a las características estructurales;
Materiales Metálicos: son de naturaleza inorgánica formados por uno o pormás elementos. Presentan una configuración electrónica que hace que tengan tendencia a perder electrones de la capa más externa o capa de valencia (electrones deslocalizados). Es inhabitual que un elemento aislado forme parte de aleaciones.
Los elementos metálicos en estado sólido, en general, presentan una disposición ordenada, cristalina. Son opacos, presentan brillo metálico (refleja la luz),tienen buena conductividad térmica y eléctricas, el uso de uno o otro material como conductor viene marcado por el coste, como es el caso de la plata y del cobre. Además tienen buena resistencia mecánica, son dúctiles y maleables debido al hecho de tener una estructura ordenada. Presentan una amplia gama de puntos de fusión y de densidades, como por ejemplo el litio que es muy ligero y el oro...