Características De Los Materiales

Piénsalo ¿Dónde estás?

Nuestro mundo está compuesto por millones de materiales compuestos por otros materiales entre si o bien por un mismo material, etc.. si te paras a pensar, esto es un verdadero caos, así que desde hace mucho tiempo un grupo de listillos se propuso hacer una clasificación de todos los materiales ya existentes y donde se podrían incluir algunos de los próximos por descubrir.

A continuación te voy a enseñar esta clasificación sencilla pero eficaz.

Tipos de materiales

Se pueden clasificar por dos áreas:

-Según su origen

    ·Naturales: estos materiales son los que se encuentran en la naturaleza y es a partir de estos que se producen productos. Entre estos se ubican aquellos que fueron extraídos de animales, vegetales y minerales.

    ·Sintéticos: estos productos son obtenidos a partir de la utilización y transformación de productos naturales.

-Según su composición

    ·Metales: Aquí se distingues entre los ferrosos (que contengan hierro en su mayor parte Fe) que a su vez se distinguen en colados y aceros (Fe + C + Other), y los no ferrosos clasificados en ligeros-ultraligeros (Al, Ti, Mg, Be) y en pesados que lo componen todos aquellos que superen o igualen los 5 Kg/dm^3.

    ·No metales: En este grupo se clasifican en naturales (Cu, Zn, Ag, Ti...) y artificiales que a su vez se subdividen en plásticos y cerámicos.

Analiza

Según estudios, todo en el universo esta compuesto por protones, neutrones y electrones, estos en conjunto forman átomos, estos a su vez forman moléculas. Para que dos o más átomos lleguen a formar una molécula tienen que pasar por un proceso, un enlace.

Dentro de estos diferenciamos tres:

  -Iónico: Los átomos pueden transferir o compartir sus electrones de valencia. Ocurre cuando uno o más átomos pierden electrones, y otros átomos los ganan con el fin de producir una configuración de electrones de gas noble.

Los enlaces iónicos típicos son los de los haluros alcalinos, tales como el cloruro de sodio, NaCl.

  -Covalente: Este se caracteriza por la compartición de electrones, significa que los átomos en vez de uno ceder y otro captar como en el enlace iónico, cada átomo aprovecha los electrones del otro para conseguir la estabilidad de gas noble. Así los átomos de H (cada uno con un electrón) al enlazar quieren aprovechar el mismo electrón de su compañero para poder llegar a tener 2 electrones y por tanto la configuración de gas noble.

  -Metálico: Las propiedades de los metales sugieren que sus átomos poseen enlaces fuertes, sin embargo, la facilidad de conducción del calor y la electricidad, sugieren que los electrones pueden moverse libremente en todas las direcciones del metal. Las observaciones generales para describir el enlace metálico, dan lugar a un cuadro de "iones positivos en un mar de electrones", lo que es conocido como la nube de electrones.

Características de los materiales

Nuestros queridos cerebritos se plantearon de que es lo que caracteriza cada material y lo que pueden llegar a ser, así crearon distintas palabras que describan su potencial, aquí te muestro lo que me refiero.

   -Tenacidad: Capacidad que tiene un metal para absorber energía antes de su rotura o deformación, lo que le permite soportar bien los golpes y tensiones, vamos que opone mucha resistencia a romperse o deformarse.

   -Dureza: Resistencia de un material a ser rayado, destaca entre ellos el diamante. Se clasifican mediante una escala, la escala de Mohs.

   -Resistencia: Propiedad que poseen los materiales al soportar diversas fuerzas.

   -Elasticidad: Propiedad de los materiales de volver a retomar su forma original tras aplicarle una fuerza.

   -Plasticidad: Capacidad de un material de deformarse al aplicarle una carga y mantenerse en dicha forma al retirarse la misma.

   -Fatiga: Capacidad que tiene un material ante la rotura tras cargas dinámicas y cíclicas.

   -Fragilidad: Capacidad que tiene un material de fracturarse con escasa deformación.

   -Resilencia: Es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.

   -Fusibilidad: Capacidad que posee un material para fundirse.

   -Conductividad térmica: Es la propiedad de los materiales de transmitir el calor produciéndose, lógicamente una sensación de frío al tocarlos. Un material puede ser bien conductor térmico malo.

   -Conductividad eléctrica: Capacidad de un material de dejar pasar un flujo de electrones por el.
   -Dilatación: Capacidad de un material de aumentar cualquier magnitud métrica al producirse un aumento de temperatura.

Entre estas características algunas pueden causar confusión ya que son muy parecidas, es el ejemplo de Tenacidad, Resistencia y Resilencia. Para diferenciarlos hay que destacar tenaz es el que absorbe la energía para evitar romperse, en cambio los materiales resilentes son los que intentan no ceder a destruirse por cualquier fuerza que lo intente, ahora bien, estos dos se pueden engoblar y decir que son resistentes, ya que son capaces de soportar diversas fuerzas. Además de resistencia se puede decir que su contrario es la fatiga puesto que cada material tiene un ciclo máximo de vida, estos ciclos se van agotando, es a lo que se llama fatiga.
También se pueden contrastar la dureza y la fragilidad, ya que van de la mano, un material que es duro, es frágil, por su naturaleza cristalina. Y por último si comparamos entre plasticidad y elasticidad solo hay que decir que un material plástico al aplicarle y retirarle una carga adaptará la forma del cuerpo que aplica dicha carga, en cambio con un material elástico el material recuperará su forma original.

Ensayos

En este apartado hay dos tipos de los que ya he hablado anterior mente, el de tracción y el de compresión, en mi entrada de solicitaciones mecánicas los encontrarás, te dejo el enlace aquí.

Continuamos con la charla.

Ensayo de dureza

En cuanto la dureza hay muchos tipos de ensayos, en mi caso explicaré un ensayo, el ensayo de dureza Vickers o también conocido como ensayo universal. En este utiliza sometiendo una carga que va desde 5 a 125 kilopondios (de cinco en cinco). El penetrador de este ensayo es una pirámide de diamante con un ángulo base de 136º.

Para este ensayo se utilizan láminas de como mucho 0.15mm , no probetas como en los ejemplos anteriores. Para determinar la dureza del ensayo se aplica una fórmula tomando en cuenta la profundidad de la marca.

Este ensayo se considera un avance al ensayo Brinell aunque en este ensayo se recomienda utilizar fuerzas mayores de 500 HB (dureza Brinell), así se conseguirá el resultado mas preciso.
En cuanto a sus diferencias hay que destacar que en el Brinell se utilizan bolas de distintos diámetros para distintas probetas y junto a otra formula parecida.

Ensayo de módulo de Charpy

Este ensayo es diseñado para medir la resilencia a la que puede estar sometido un material.

La resilencia se ha explicado antes pero también se puede definir desde un punto de vista técnico como la capacidad de memoria de un material para recuperarse de una deformación, producto de un esfuerzo extremo. En este ensayo se utiliza el Péndulo de Charpy.

Este péndulo se deja caer desde una altura determinada y junto a la longitud del brazo se puede calcular la energía potencial y con este la energía con la que impactará. Junto a esto y la deformación o rotura de la probeta normalizada se puede calcular la resilencia del material.

Fdo.: El capitán. 

Suban las velas y abajo se quedaron a oscuras.