PRESENTACIÓN

En el presente trabajo se expondrá los diferentes tipos de materiales con sus propiedades y clasificación, como son: metales, cerámicos, polímeros y compuestos.

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN

Las propiedades y clasificaciones entre cada material difieren, ya que en los metales se basa en resistencia, rigidez, conductividad eléctrica, térmica y ductilidad; mientras tanto en los cerámicos sus características son: aislantes, duros, fuertes, quebradizos y frágiles, tienen baja conductividad eléctrica y térmica.

Por otro lado los polímeros tienen baja conductividad eléctrica y térmica, debe evitarse su uso a temperaturas elevadas, tienen buena ductibilidad y conformabilidad. Los compuestos están formados de dos o más materiales de distintos grupos y sus propiedades no se encuentran en forma individual.

CONCLUSIONES REFLEXIVAS

Con esta investigación, se llega a la conclusión, de que cada material tiene diferentes propiedades, eso le proporciona diferentes ventajas y desventajas, que sirven para seleccionar el material que mayor funcione para el trabajo que queramos realizar.

MARCO TEÓRICO

Metales: Sus características son: buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Tienen utilidad en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Propiedades: Aleabilidad: Es la capacidad de un metal para transformarse en lámina, sin rotura, por la acción de presiones.

Ductilidad: Es la propiedad que tiene un metal de dejarse estirar en hilos.

Tenacidad: Es la resistencia a la rotura por tensión que presenta los metales.

Fragilidad: Es la facultad de un metal de romperse por la acción del choque o por cambios bruscos de temperatura. Muchas veces se confunde la fragilidad con debilidad, siendo propiedades independientes. Un material es frágil cuando su deformación es casi nula antes de romperse.

Forjabilidad: Es la propiedad mediante la cual puede modificarse a la forma de un metal a través de la temperatura.

Soldabilidad: Es la propiedad que tienen algunos metales, por medio de la cual dos piezas de los mismos se pueden unir formando un solo cuerpo.

Temple: Es la propiedad para la cual adquiere el acero una dureza extraordinaria al calentarlo de 600 °C y enfriándolo bruscamente en agua.

Oxidación: Los metales se oxidan por acción del oxígeno del aire. Hay metales impermeables en los cuales la pequeña capa de óxido o carbonato que se le forma en la superficie, protege al resto de metal, como es el caso del cobre, aluminio, plomo, estaño y cinc, entre otros. Hay otros metales, como el hierro, que son permeables y la oxidación penetra el metal hasta destruirlo.

CLASIFICACIÓN

Metales NegrosEste grupo se caracteriza por un color gris oscuro, gran densidad, exceptuando a los metales alcalinos – ferreos, alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo. El metal más característico de este grupo es el hierro.

Metales Férreos

Hierro, cobalto, níquel (llamados ferromagnéticos) y el manganeso, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos. El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de aleación.

Metales refractarios

La temperatura de fusión de estos metales es superior que la del hierro, es decir, superior a 1539 ºC. se utilizan como elementos de adición a los aceros de aleación y como base para las correspondientes aleaciones.

Metales uránicos

Actínidos, que se utilizan principalmente en aleaciones para la energía atómica.

Metales Tierras Raras

Se incluyen en esta categoría al lantano, cerio, neodimio, praseodimio y otros agrupados bajo la denominación de lantánidos, y el itrio y el escandio, semejantes a los primeros por sus propiedades.

Estos metales poseen propiedades químicas muy próximas, pero sus propiedades físicas son bastante distintas (temperaturas de fusión y otras). Se utilizan como aditicoas a las aleaciones de otros elementos. En condiciones naturales se encuentran juntos y, debido a las dificultades que hay para separarlos en elementos aislados, se utilizan generalmente como aleación mixta, llamada “misschmetall”, que contiene entre 40 - 45 % de Ce y un 45 -50% de todos los demás elementos de tierras raras. Como aleaciones mixtas deben considerarse también el ferrocerio (aleación de cerio y hierro con otras tierras raras), el didimio y otras. Los metales alcalinotérreos, en estado metálico libre no se utilizan, a excepción de algunos casos especiales.

Metales de ColorSuelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo. El metal más representativo de este grupo es el cobre.

Metales Ligeros

Caracterizados por una baja densidad, entre ellos se encuentran el Berilio, magnesio y aluminio.

Metales Nobles

Los metales de esta categoría poseen gran resistencia a la corrosión y en ella se agrupan metales como la plata, el oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenio). A ellos puede agregarse el semidoble cobre.

Metales fácilmente fusibles

En esta categoría se encuentran el zinc, cadmio, mercurio, estaño, plomo, bismuto, talio, antimonio y los elementos con propiedades metálicas debilitadas como el galio y el germanio.

Cerámicos: Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Propiedades: Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no

oxidables.

Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.

Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico.

Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.

Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.

Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas.

Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos.

Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.

Clasificación:

Materiales cerámicos porosos o gruesos. No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la

temperatura del horno es baja. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes:

Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.

Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos.

Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay objetos de decoración.La cocción se realiza en dos fases: Se cuece a unos 1100ºC. Tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte. Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura

Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos y tensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los hornos) y electrocerámicas (usados en automoción, aviación....

Materiales cerámicos impermeables o finos: en los que se somenten a temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. Así, se obtienen productos impermeables y más duros. Los más importantes son:

Gres cerámico común: obtenido a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos y paredes.

Gres cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas conteniendo óxidos metálicos a las que se le añade un fundente (feldespato) para bajar el punto de fusión. Más tarde se introducen en un horno a unos 1.300 °C. Cuando está a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de sal marina que reacciona con la arcilla formando una fina capa de silicoalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado característico. Se emplea para vajillas, azulejos...

Porcelana: obtenido a partir de una arcilla muy pura, caolín, mezclada con fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex). Su cocción se realiza en dos fases: una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y, tras aplicarle un esmalte otra a más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Teniendo multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, tazas de café, etc.) y en la industria (toberas de reactores, aislantes en transformadores, etc.).

Polímeros: Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductibilidad y conformabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Propiedades:

Los materiales poliméricos provienen de una reacción de un monómero con algunos agentes químicos llamados agentes activadores o catalizadores y desencadenan una reacción produciendo unas cadenas que tienen similitud con el monómero de quien se originan, por ejemplo: el monómero del etileno de donde se produce el polietileno, del monómero del estireno se produce el poliestireno. Esas cadenas moleculares que se forman son infinitamente largas pueden tener cientos o miles de átomos enlazados. Estas macroestructuras de cadenas moleculares conforman finalmente lo que es la cristalinidad o el grado de cristalinidad. El cristal dentro del plástico no es una estructura molecular sola sino un grupo de las estructuras moleculares que se asocia con otras para formar estructuras de orden superior.

Clasificación:

Según la respuesta mecánica que estos tengan. Por su comportamiento en función de la luz. Por su resistencia al calor (un gran limitante). Por su densidad o peso molecular.

El proceso de polimerización: Existen dos procesos para hacer polímeros, la condensación y las reacciones de adición. La condensación produce varias longitudes de polímeros, mientras que las reacciones de adición producen longitudes específicas. Algunos polímeros típicos de condensación son el nailon, los poliuretanos y los poliésteres. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, el polipropileno, el cloruro de polivinilo y el poliestireno.

La forma en que pueden procesarse: ya que de ello depende si se hará un plástico termoplástico o si es termodurecibles.

Compuestos: Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual.

Propiedades:

a) propiedades de la matriz y del refuerzob) contenido de refuerzoc) orientación del refuerzod) método de producción del material compuesto

Clasificación:

1.- Clasificación según la forma de los constituyentes

Composites fibrosos: el refuerzo es una fibra, es decir, un material con una relación longitud-diámetro muy alta. Las fibras pueden ser continuas o discontinuas (estas últimas pueden ser aleatorias o unidireccionales). Ejemplo: epoxi con fibra de vidrio.

Composites particulados: el refuerzo son partículas equiaxiales, es decir, las dimensiones de las partículas son aproximadamente iguales en todas las direcciones. Ejemplo: caucho reforzado con negro de humo.

Composites estructurales: son materiales constituidos por la combinación de materiales compuestos y materiales homogéneos. Se clasifican a su vez en materiales laminados (constituidos por apilamiento de láminas paralelas) o paneles sándwich (compuestos de núcleo y tapas)

2.- Clasificación según la naturaleza de los constituyentes

Composites de matriz orgánica (polímeros).- presentan baja densidad- posibilidad de obtención de piezas complicadas- son los más utilizados en la actualidadEntre sus desventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.

Composites de matriz metálica (aleaciones de aluminio, titanio y magnesio)- mayor duración- elevada conductividad térmica y eléctrica- no absorben humedad- mayor resistencia al desgasteSu principal desventaja es su alto precio

Composites de matriz mineral (cerámica): alúmina, CSi (carburo de silicio), etc.Destacan porque resisten temperaturas elevadas y su principal desventaja su fragilidad y baja resistencia a choques térmicos.

3.- Clasificación según el tamaño de la fase dispersa

Microcomposites o composites convencionales: el tamaño del refuerzo es del orden de la micra (10-6 m). A pesar de las mejores propiedades mecánicas de estos composites, también presentan problemas:- dificultad de procesado- no se pueden procesar para obtener láminas o fibras

Estos problemas son consecuencia de la diferencia de tamaño entre el refuerzo y los componentes de la matriz (cadenas de polímero en el caso de los composites de matriz orgánica). Esta diferencia da lugar a interacciones débiles entre la matriz y la interfase.

Para evitar este problema y mejorar las interacciones se ha desarrollado un nuevo tipo de composite:

Nanocomposites: el tamaño del refuerzo es del orden del nanómetro (10-9 m=10-3micras). En este caso, las interacciones matriz-refuerzo se dan a nivel molecular.

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/palmira/5000155/lecciones/lec3/3_5.html

http://pelandintecno.blogspot.mx/2013/02/materiales-ceramicos-propiedades.html#sthash.cRolVWxh.dpuf

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/07/materiales-compuestos.html

http://www.ecured.cu/index.php/Clasificaci%C3%B3n_de_los_metales

Tipos de materiales

Metales

Propiedades aleabilidad, ductilidad, tenacidad, fragilidad.

Clasificaciónmetales negros, férreos,

refractarios, uránicos, tierras raras, ligeros.

Cerámicos

Propiedades Duros, no combustibles y no oxidables, material abrasivo.

ClasificaciónMateriales cerámicos porosos o gruesos, Arcilla cocida, Loza

italiana.

Polímeros

Propiedades

Agentes activadores o catalizador, elasticidad, bajja

conductividad electrica y termica, ductibilidad y

conformabilidad

ClasificaciónRespuesta mecánica,

Comportamiento en función de la luz.

Compuestos

Propiedades Matriz y refuerzo, Contenido de refuerzo.

ClasificaciónLa naturaleza de los

constituyentes, El tamaño de la fase dispersa