Materiales y sus Propiedades: Clasificación y Características Clave

Tipos de Materiales

Los materiales se clasifican según su composición y características principales:

Materiales Ferrosos

En su composición química, contienen hierro (Fe). El hierro es un metal de fundición.

Materiales No Ferrosos

En su composición química, contienen hierro (Fe) en bajo porcentaje. Ejemplos incluyen titanio (Ti), aluminio (Al) y cobre (Cu), los cuales son buenos conductores de electricidad y calor.

Materiales Cerámicos (Refractarios)

No conducen calor, sino que lo reflejan. Son frágiles y duros. Ej.: vidrio, arcillas.

Polímeros

Se forman por polimerización. Son malos conductores eléctricos y de calor. Son elásticos y soportan muy bien cargas violentas (golpes).

Semiconductores

Se utilizan en electrónica. Ej.: germanio, coltán, silicio.

Materiales Compuestos

Son mezclas de dos o más materiales con el fin de mejorar sus cualidades y propiedades. Ej.: fibra de vidrio (resina más fibra de vidrio).

Propiedades de los Materiales

Las propiedades de los materiales se pueden clasificar en:

• Físicas
• Químicas
• Mecánicas

Propiedades Físicas

Describen el comportamiento de los materiales sin alterar su composición.

Impenetrabilidad

Se refiere a la condición en la cual dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.

Gravidez

Todos los cuerpos están sometidos a los efectos de la gravedad, por lo cual todos los cuerpos poseen peso.

Masa

Corresponde a la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Habitualmente, esta materia ocupa una región en el espacio. Por ejemplo, el aire ocupa una cantidad de espacio.

Extensión

Es cuánto ocupa un cuerpo en el espacio en términos de volumen, superficie y longitud (el volumen puede variar en el tiempo).

Propiedades Ópticas

Incluyen:

• Transparencia: Un material transparente es aquel que deja pasar la luz y se puede ver a través de él.
• Translucidez: Es aquel que deja pasar la luz, pero no se puede ver a través de él.
• Opacidad: Es aquel que no deja pasar la luz y no se puede ver a través de él.

Propiedades Térmicas

Relacionadas con el calor y la temperatura.

Calor Específico

Cantidad de energía necesaria para elevar en una unidad de temperatura una unidad de masa.

Dilatación

Es la variación volumétrica de un material por efecto de los cambios de temperatura. Normalmente, los materiales se expanden al aumentar su temperatura y se contraen al disminuirla.

Propiedades Químicas

Describen cómo reaccionan los materiales con otras sustancias.

Oxidación

Es un fenómeno superficial en los materiales por efecto directo del oxígeno libre que entra en contacto con ellos. Es una forma de degradación que aumenta si aumenta la temperatura circundante. El efecto directo de la oxidación es el envejecimiento de los materiales. Para elementos con formas de carbono, ocurrirá un fenómeno denominado acritud, que es la pérdida de elasticidad.

Corrosión

Degradación superficial por un agente químico externo. Ácidos y ambientes salinos son ejemplos de ello. Este fenómeno ocurre por la poca cohesión electrónica que existe en la superficie de los materiales; las capas superficiales presentan muy poca cohesión respecto del núcleo del material. (Ej.: metales en la playa, ambiente corrosivo).

Propiedades Mecánicas

Son todas aquellas propiedades de los materiales por efecto de cargas y esfuerzos externos.

Resistencia

La resistencia es la capacidad de un material a soportar cargas sin romperse.

Elasticidad

Un material elástico es aquel que se deforma por efecto de una carga o fuerza y, cuando esta carga se deja de aplicar, el material recupera su forma original.

Deformación

Son variaciones en la forma de los materiales por efecto de una carga externa.

Plasticidad

Un cuerpo, si es sometido a fuerzas, siempre se deforma. Si este material no vuelve a su forma original, se establece que es un material plástico.

Maleabilidad

Capacidad de los materiales a ser deformados en láminas por efectos de cargas externas (laminación).

Ductilidad

Capacidad de un material a ser estirado en forma de cables (trefilación).