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PROPIEDADES MECÁNICAS:

Las propiedades mecánicas son aquellas que son capaces a soportar fuerzas o deformaciones.

-Dureza. Es la resistencia que tiene un material al ser rayado.

-Tenacidad. Es la capacidad a resistir un golpe que presenta un material. Aquellos que soportan mejor los golpes son tenaces.

-Fragilidad. Facilidad de un material para romperse.

-Resistencia mecánica. Es la capacidad de los materiales para recibir fuerzas o esfuerzos y no romperse.

-Deformabilidad. Es la facilidad que tiene un material para desformarse.

-Ductilidad. Capacidad de los metales para formar alambres o hilos de diferentes radios.

-Maleabilidad. Es la capacidad que presentan los materiales para ser prensados o enrollados en láminas.

-Fatiga. Es la capacidad de rotura de un material tras someterse, seguidamente, a esfuerzos.

PROPIEDADES FISIO-QUÍMICAS:

Son aquellas que nos aportan información sobre los actos externos.

-Resistencia eléctrica. Es la fuerza que ejerce un material cuando la electricidad pasa por él. Según la resistencia eléctrica los materiales se ordenan en: conductores, aislantes o semiconductores.

-Resistividad. Es una medida de la fuerza con la que un material se opone al flujo de corriente eléctrica. La resistividad se mide en ohmios y cumple la siguiente fórmula:

R = ρ x L/S

Además, la resistividad no es constante varia con la temperatura, impurezas e imperfecciones.

-Conductividad térmica. Es la competencia de un material para transportar el calor. Cuanto mayor sea su conductividad térmica, un material será mejor conductor del calor.

R = e / λ

-Dilatación térmica. Es la dilatación de volumen de un cuerpo cuando aumenta la temperatura. Cuando se da un cambio de temperatura se ejerce esta fórmula:

Δ L = α L Δ T Δ L = α L Δ T

Cuando aumenta la temperatura, aumenta la velocidad con la que los átomos se mueven, que crean vibraciones. Estas vibraciones aumentan la distancia entre las partículas del material. Y se cumple el cambio de longitud térmica, que es:

S=S0 (1+BΔ T)

-Calor específico. Es la porción de temperatura que necesita un cuerpo para que su temperatura crezca sin sufrir ningún cambio.

Con la siguiente fórmula, relacionar el calor de un cuerpo con el aumento de la temperatura y cómo se produce:

q = mcΔT

-Densidad. Consiste en la división de la masa de un material y el volumen que ocupa.

d=m/v

-Punto de congelación, punto de ebullición y punto de fusión. Son independientes de cada material, es decir, cada material tiene los suyos propios. Estos puntos indican los diferentes temperaturas a las que un material se congela (esta solido), se evapora (estado gaseoso), y se fusiona (estado líquido).

-Comportamiento magnético. Es la resistencia que presenta un material ante un campo magnético externo. Los materiales pueden ser:

Diamagnéticos. Tienen un campo magnético débil en su interior que se opone al exterior.

Paramagnéticos. El campo magnético de su interior se une al campo magnético exterior.

Ferromagnéticos. Cuentan con un campo magnético interior fuerte que se une al campo exterior.

-Resistencia a la oxidación. Fuerza que opone un material a ser oxidado. Esta propiedad es muy importante sobretodo en materiales que están en constante contacto con la atmósfera.

La corrección se denomina al proceso de oxidación que ocurren en ambientes húmedos; la corrosión es más grave ya que puede provocar fracturas en los materiales.

PROPIEDADES SENSORIALES.

Las propiedades sensoriales son aquellas que causan impresión en nuestros sentidos. Son muy importantes porque, actualmente, en nuestra sociedad, el aspecto de los materiales ha ganado valor.

Los materiales se clasifican en:

-Trasparentes. La luz pasa a través de ellos y es posible la visión por ellos.

-Opacos. Son aquellos que impiden el paso de luz.

-Translúcidos. La luz es capaz de pasar a través de ellos, pero la visión por ellos no es posible.

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Estos materiales comporten átomos mediante enlaces metálicos, y los electrones de las capas exteriores forman una nube electrónica.

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Conductores eléctricos.

Conductores térmicos,

Son duros y tenaces.

Son maleables.

No resisten a la oxidación.

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Su composición es principalmente de hierro, y se puede encontrar puro o en aleación con el carbono.

Dependiendo del porcentaje de carbono que contenga la aleación podemos encontrar: hierro puro, acero o fundiciones.

Hierro puro. En su composición se encuentra un porcentaje menor al 0.03% de carbono, y el resto es hierro. No tiene mucha utilidad ya que es un material muy frágil. Algunas de sus utilidades son el carácter magnético, que sirve para electroimanes y transformadores.

Acero. Su composición está formada por hierro y un porcentaje de carbono que no supera el 2%. A mayor cantidad de carbono, mayor resistencia mecánica y mayor dureza, aunque también mayor fragilidad. Estos materiales no se oponen fácilmente al contacto con el aire, es decir se oxidan muy rápido. En ciertas ocasiones, el acero se alea a otros elementos como níquel o cromo para obtener materiales más resistentes a la oxidación, a las temperaturas y al deguste.

Fundiciones. Su porcentaje de carbono se sitúa ente el 2% y el 6.67%, además está formado por hierro. Las características de las fundiciones es que son muy duras y frágiles, y poco dúctiles. Este material se funde fácilmente, por lo tanto obtener piezas con moldeo es relativamente sencillo. Entre las diferentes fundiciones, destacan las funciones grises que se mecanizan fácilmente y resisten al desgaste.

Tanto el acero como la fundición se obtienen en los altos hornos. Se inserta mineral de hierro, carbón y piedra caliza en la parte alta del horno. En la parte central se funden dichos minerales y en la parte inferior se extrae arrabio. La fundición se somete a un proceso llamado afino cuya función es reducir el carbono para obtener acero.

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Los materiales cerámicos son materiales sólidos inorgánicos no metálicos. Si los comparamos con los metales o plásticos son duros, no combustibles y no sufren la oxidación. Además, están formados por elementos metálicos y no metálicos que forman enlaces híbridos iónico-covalentes. Otra de sus características es su elevado punto de fusión y su rigidez. A pesar de ser duros, muestran una gran fragilidad. También son bajos conductores de la electricidad.

Los más utilizados son:

Arcilla. Está formada por silicatos de aluminio hidratados. Es sencilla de moldear si la mezclas con agua porque se vuelve plástica. Se utiliza principalmente para la construcción y se elaboran ladrillos, tejas y bobedillas.

Loza. Está constituido por una mezcla de arcilla, feldespato, que es un mineral silicato de aluminio, y sílice. Para mejorar su tacto se recubre con una capa de barniz o esmalte. Se utiliza en vajillas, azulejos y objetos decorativos.

Porcelana. Está formada por arcilla blanca y feldespato, estos materiales se cuecen dos veces. Para su cocción la temperatura que se alcanza es 1400ºC. Se emplea para vajillas y sanitarios.

Gres. Está formado por arcilla plástica y arena de cuarzo. Se elabora a 1400ºC. Sus propiedades son que es material impermeable, resistente y opaco. Su aplicación es en pavimentos y baldosas resistentes.

Vidrio. Es un material obtenido por la fusión de compuestos inorgánicos a diferentes temperaturas, y su principal componente es el sílice. La mezcla no presente una forma, sino que es amorfa, además enfría muy rápido por lo que no cristaliza. Depende del enfriamiento, el material puede sufrir cambios, como por ejemplo, ser opaca o que se quiebre. El vidrio no es material dúctil ni maleable y tampoco soporta esfuerzos de tracción.

-Fibra de vidrio. Filamento obtenido mediante estiramiento de vidrio fundido, que se emplea como aislante térmico o acústico y para otros usos. Es muy común utilizarlo en fibra óptica.

- Los materiales vitrocerámicos. Los materiales vitrocerámicos son materiales policristalinos de grano fino, formados cuando los vidrios de composiciones adecuadas son tratados térmicamente y llevados mediante una cristalización controlada al estado de menor energía.

Cemento. El cemento es un material hecho de polvo fino que se obtiene a través del calcinado de una mezcla de caliza y arcilla a altas temperaturas. Una vez que se enfría, se muele hasta obtener ese polvo fino que se utiliza como aglomerante en la construcción.

Hormigón. Es una mezcla de arena, agua, grava y cemento. Resiste a la compresión pero no a la tracción, por esta razón es común encontrarlo reforzado con barras de acero para mejorar su tracción y flexión, este hormigón es denominado hormigón armado.

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Los materiales poliméricos son conjuntos de pequeñas moléculas que se repiten en forma de cadena.

Su origen puede ser natural o sintético.

-Polímeros de origen natural.

Pueden ser de origen animal o vegetal. Son principalmente las fibras textiles, la madera y sus transformados.

Fibras textiles.

Algodón. Se obtienen de una planta llamada algodón. Son hipoalergénicas, transpirables y tienden a encoger.

Lino. Se obtiene del tallo de la planta. Es buen aislante térmico, por lo que se recomienda para el calor. Resiste a la lejía y tiende a arrugarse.

Lana. Se obtiene del pelo de las ovejas, por lo tanto es de origen animal. Se recomienda par zonas frías porque tiene mala conductividad térmica y mantiene bien el calor.

Seda. Se obtiene del gusano de seda cuando elabora su capullo. Esta fibra es ligera y resistente. Absorbe el agua y no lleva bien la iluminación directa.

-Madera.

Se encuentra dentro de los árboles, bajo la corteza. Normalmente, es aislante, flexible y resistente. Es mala conductora térmica y eléctrica, pero tiene una buena conductividad sonora, por esta razón es empleada para elaborar instrumentos. Flota en el agua porque su densidad es menor. Las maderas se diferencian entre madera blanda y madera dura:

Madera blanda: viene de árboles de crecimiento rápido cuya hoja, normalmente es perenne. La madera es ligera, de color claro y fácil de trabajar. Provienen de árboles como el pino, o abeto.

Madera dura: viene de árboles de crecimiento lento. Las propiedades de esta madera son la resistencia y la dificultad para trabajarla. Provienen de árboles como el cerezo o almendro.

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De la madera se pueden obtener:

Maderas artificiales: la madera artificial es un material fabricado artificialmente que tiene propiedades de madera. Algunos ejemplos son: el contrachapado (chapas finas de madera encoladas entre sí), aglomerado (virutas de madera prensadas y encoladas). Los beneficios de estos materiales es el coste, ya que es menor que el de la madera natural.

Productos derivados.

Papel que está hecho de madera y fibras vegetales. Tiene poca resistencia y es fácil de romper. Con más capas de papel se obtiene el cartón.

Corcho se obtiene del alcornoque y es ligero, impermeable y aislante del calor, electricidad y sonido.

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Se denominan polímeros sintéticos a los que son producidos por las empresas en los laboratorios, usando diferentes monómeros y catalizadores. En pocas palabras, son materiales plásticos industriales. Algunos ejemplos de ellos son el poliestireno, nylon, policloruro de vinilo, entre otros.

Algunos ejemplos son:

Termoestables: se pueden moldear fácilmente con calor, pero una vez dada la forma no se pueden volver a fundir.

Melanina: se emplea en muebles de cocina. Es resistente al calor, altas temperaturas y se limpia bien.

Baquelita: es duro y frágil y resiste al calor, se usa utensilios de cocina, enchufes...

Resinas de poliéster: son rígidas y frágiles, se usan en piscinas, en coches...

Elastómeros: son materiales muy felxibles y no se pueden derretir.

Caucho: muy elástico. Se utiliza para suelas de zapatos, neumáticos...

Neopreno: se utiliza para trajes de inmersión porque es flexible y aislante.

Silicona: suave y resistente, se utiliza para las juntas o prótesis médicas.

Termoplásticos: se pueden fundir y moldear muchas veces.

PET se utiliza para hacer botellas de agua por su trasparencia. (Tipo 1)

HDPE se utiliza en recipientes, botellas o tuberías. Este material resiste a componentes químicos. (Tipo 2)

PVC se utiliza en ventanas, tuberías o aislamiento de cables. Es muy resistente a la abrasión o impactos. (Tipo 3)

LDPE se principal utilidad es para las bolsas de plástico ya que es material suave y flexible. (Tipo 4)

PP es resistente a disolvente y es fácil de moldear. Se aplica en juguetes, material sanitario o embalajes. (Tipo 5)

PS se rompe muy fácil, se utiliza para envases, embalajes o juguetes. (Tipo 6)

Otros este tipo de plásticos son muy difíciles de reciclar. (Tipo 7)

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5. Materiales híbridos. Nuevos materiales.

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5. Materiales híbridos. Nuevos materiales.

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Los materiales híbridos son aquellos que combinan componentes orgánicos e inorgánicos con el fin de conseguir materiales distintos a los convencionales, que presentan propiedades nuevas o mejoradas.

La invención de estos materiales se ha denominado "Revolución del siglo XXI". Entre los materiales híbridos podemos diferenciar:

Materiales superconductores: permite que la corriente eléctrica fluya a través del material a pesar de no cumplir con las condiciones ideales.

Materiales cerámicos avanzados: contienen mayor resistencia mecánica.

Biomateriales: diseñados para trabajar en un tejido vivo. Se utilizan en órganos humanos.

Materiales inteligentes: su característica es que pueden interactuar con el mundo.