Propiedades Mecánicas y Físicas de los Materiales: Conceptos Clave
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Propiedades Físicas y Químicas de los Materiales
Las propiedades físicas son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o identidad de la sustancia. Podemos poner como ejemplo la reacción de la arcilla con el agua.
Las propiedades químicas son aquellas en las cuales una sustancia sufre un cambio químico, es decir, en su estructura interna, transformándose en otra sustancia. Dichos cambios químicos son generalmente irreversibles. Un ejemplo es la reacción de hidratación del cemento.
Propiedades Mecánicas de los Materiales
Elasticidad
El término elasticidad designa la propiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.
Plasticidad
La plasticidad es la propiedad mecánica que tiene un material para deformarse permanentemente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su límite elástico.
Resistencia a la Fluencia
Es la fuerza que se le aplica a un material para deformarlo sin que recupere su antigua forma al parar de ejercerla.
Resistencia a la Tracción o Resistencia Última
Indica la fuerza máxima que se le puede aplicar a un material antes de que se rompa.
Resistencia a la Torsión
Fuerza torsora máxima que soporta un material antes de romperse.
Resistencia a la Fatiga
Deformación de un material que puede llegar a la ruptura al aplicarle una determinada fuerza repetidas veces.
Dureza
La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo, la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto, tiene gran dureza.
Fragilidad
La fragilidad intuitivamente se relaciona con la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación, a diferencia de los materiales dúctiles que se rompen tras sufrir acusadas deformaciones plásticas.
Tenacidad
La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse.
Resiliencia o Resistencia al Choque
Es la energía que absorbe un cuerpo antes de fracturarse.
Ductilidad
La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura solo se produce tras producirse grandes deformaciones.
Maleabilidad
La maleabilidad es la propiedad de la materia que, junto a la ductilidad, presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que este se rompa. Es una cualidad que se encuentra opuesta a la ductilidad puesto que en la mayoría de los casos no se encuentran ambas cualidades en un mismo material.
Corrosión
Los materiales pueden reaccionar con el oxígeno y otros gases, a la intemperie y a altas temperaturas. Desarrollo de recubrimientos para protección.
Fatiga
El material es sometido a cargas dinámicas, las repeticiones prolongadas de los ciclos de carga generan grietas que conducen a la falla por fatiga.
Rapidez de Deformación
Algunos materiales presentan buena ductilidad si se tensionan lentamente, y pueden ser frágiles si se tensionan rápidamente. La resina Silly Putty® es un plástico a base de silicona que presenta este comportamiento.