APUNTES N.º 1 Vivimos rodeados de objetos que están formados por materiales; estos materiales poseen una determinada estructura, tienen propiedades que los caracterizan y sufren transformaciones. El hombre tiene una tarea activa frente a la necesidad de desarrollar nuevos materiales. Es así como progresa la ciencia, la tecnología y por lo tanto se modernizan las formas de vida. Los materiales son sustancias químicas que pueden formar parte del ambiente (rocas, suelos, minerales) o de seres vivos (fibras, vegetales, cuero, leche, miel, etc.). Con ellos se elaboran los productos que nos acompañan en nuestra vida cotidiana y también las maquinas y herramientas con que se fabrican. La materia prima: son las sustancias que se extraen directamente de la naturaleza ejemplo seda, pieles, madera, corcho, arcilla, arena, etc. Los materiales: son las materias primas transformadas mediante procesos fisico y/o químicos que son utilizados para fabricar productos. Ejemplo son los tableros de madera, el plástico, laminas de metal, etc. Los productos tecnológicos: son los objetos ya construidos para satisfacer las necesidades del ser humano, ejemplo una mesa, viga, un vestido, etc. En el proceso industrial, se reconocen tres etapas si partimos de una materia prima natural: Primera etapa: obtención de la materia prima Segunda etapa: procesamiento de la materia prima a través de transformaciones químicas Tercera etapa: elaboración de objetos y productos Clasificación de los materiales Desde un punto de vista tecnológico, los materiales se clasifican en: 1. Materiales metálicos y sus aleaciones. 2. Maderas y sus derivados. 3. Polímeros 4. Materiales pétreos y sus derivados. 5. Fibras textiles. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, etc. Estas propiedades hacen que cada material sea apropiado para unas aplicaciones u otras. Propiedades ópticas Opacos: son los materiales que no permiten que la luz los atraviese. Transparentes: son los materiales que dejan pasar la luz Translúcidos: son los materiales que dejan pasar la luz, pero no dejan ver nítidamente a través de ellos. Propiedades térmicas Conductor: es la capacidad de conducción de calor. En otras palabras, la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. Ejemplo: metales Aislante: material que ofrecen una resistencia alta a la transferencia de calor. Ejemplo: madera, plásticos. Fusibilidad: facilidad con la que un material puede pasar de líquido a sólido. Propiedades eléctricas Conductor: capacidad de un material para dejan traspasar a través de ellos la electricidad. Ejemplo: metales. Aislantes: son los materiales que no permiten el paso de la corriente eléctrica, ejemplo: madera, plástico, etc. Semiconductores: son los materiales que sólo permiten el paso de la corriente eléctrica en determinadas condiciones. Propiedades químicas Oxidación: es la resistencia de un material a reaccionar con el oxígeno de la atmósfera formando un óxido. Cuando el material se oxida queda recubierto de una capa de óxido Corrosión: es cuando se produce oxidación, pero en un medio húmedo. Cuando el material se corroe, la capa de óxido se desprende del material. La corrosión es más destructiva que la oxidación Propiedades mecánicas Elasticidad: es la propiedad de un material que le hace recuperar su tamaño y forma original después de desaparecer la fuerza que lo deformaba. Plasticidad: es la propiedad de un material de deformarse y conservar su nueva forma cuando se encuentra sometido a fuerzas que lo deforman. Ductilidad: es la capacidad de un metal para ser estirado y convertido en alambre, Maleabilidad: es la capacidad de un material para cambiar de forma cuando se martilla o lamina, para formas hojas delgadas. Dureza: es la oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro. Resiliencia: es la resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos. Fragilidad: es la facilidad de los materiales a romperse cuando una fuerza impacta sobre ellos. Resistencia a la rotura es la oposición que opone un material a romperse ante la acción continuada de diferentes esfuerzos (tracción, compresión, flexión, torsión y cizalladura) Tenacidad: es la propiedad que tienen ciertos materiales de absorber y soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen. Fatiga: consiste en el desgaste y posterior ruptura de un objeto que , soporta cargas repetitivas, aun cuando estas cargas están por debajo de su tensión de rotura Maquinabilidad: es la facilidad que ofrecen los materiales a ser mecanizados. Acritud: aumento de la dureza, resistencia y fragilidad en ciertos metales, como consecuencia de una deformación en frio. Esfuerzos a los que puede someterse un material Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, tiende a deformarlo. Las fuerzas o esfuerzos que pueden deformar un material son las siguientes: Tracción: cuando sobre el objeto actúan fuerzas que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este tipo de esfuerzos. Compresión: cuando las fuerzas aplicadas tienden a aplastar o comprimir el objeto. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados para resistir esfuerzos de compresión. Pandeo: Cuando se somete a compresión una pieza de gran longitud en relación a su sección, se arquea recibiendo este fenómeno el nombre de pandeo. Flexión: cuando actúen sobre el elemento cargas que tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura. Torsión: Un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo. Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura. Cizalla o cortadura: Es el esfuerzo al que está sometida a una pieza cuando las fuerzas aplicadas tienden a cortarla o desgarrarla. El ejemplo más claro de cortadura lo representa la acción de cortar con unas tijeras. Criterios para la elección adecuada de los materiales La elección adecuada de un material para una aplicación concreta debe hacerse teniendo en cuenta muchos criterios, entre ellos debemos destacar: co
