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  • PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Los materiales de inters tecnolgico se pueden clasificar en los siguientesgrupos:

    Metales Polmeros Cermicos Fibras y maderas

    Un conocimiento de las propiedades de los distintos materiales es fundamentalpara determinar que tipo de material es el ms apropiado para unadeterminada aplicacin.Las caractersticas de los materiales vienen determinadas por su estructurainterna, tanto por los elementos qumicos presentes (tomos) como por laforma de unin de dichos tomos (enlaces). Tambin influye la ordenacinespacial de las molculas que constituyen el material (estructura cristalina)e incluso los procesos de conformado a los que es sometido.

    Las propiedades de los materiales se pueden clasificar en:

    a) PROPIEDADES QUMICAS: son debidas a la naturaleza del material; lasms importantes desde un punto de vista tecnolgico son las siguientes:

    Estabilidad qumica: Da cuenta de la tendencia de un material areaccionar qumicamente con otros elementos o compuestos.

    Corrosividad: Da cuenta del comportamiento del material frente a laaccin de agentes agresivos externos (agua, cidos, etc.). El fenmenode la corrosin produce un deterioro del material debido a la prdida deelectrones en reacciones de oxidacin-reduccin.

    b) PROPIEDADES FSICAS : las ms importantes son:

    Propiedades elctricas : hacen referencia al comportamiento delmaterial frente a la corriente elctrica. En funcin de estecomportamiento los materiales se clasifican en conductores, aislantes ysemiconductores.

    Resistividad (): Es la medida de la oposicin que presenta unmaterial al paso de la corriente elctrica. Se suele medir en mm2/m.

    Conductividad (): Es la inversa de la resistividad y mide la facilidadcon la que la corriente elctrica atraviesa un material. Se mide en m/(mm2)

    Propiedades magnticas: dan cuenta del comportamiento de unmaterial al ser sometido a un campo magntico exterior. En funcin dedicho comportamiento los materiales se clasifican en:

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  • - diamagnticos: En el interior del material se genera un campomagntico muy dbil que tienen sentido contrario al del campoinductor (cobre, plata ...).

    - paramagnticos: En el interior del material se genera un campomagntico que tienen sentido contrario al del campo inductor. Dichocampo es algo mayor que en el caso anterior pero tambin es dbil(aluminio, estao, platino )

    - ferromagnticos: el campo magntico generado en el interior deun material ferromagntico es muy intenso y permanece incluso siste ha desaparecido, quedando imanado. Son ferromagnticos elhierro, nquel y cobalto.

    Propiedades trmicas : dan cuenta del comportamiento del materialen procesos de intercambio de calor con el medio exterior.

    Calor especfico (c ): es la energa necesaria para elevar 1C latemperatura de la unidad de masa de un material. Mide la facilidadcon que un material modifica su temperatura. Se mide en (J/Kg.K) ocal/(Cg)

    Dilatacin trmica: es la variacin que se produce en lasdimensiones de un material al aumentar la temperatura. Estefenmeno es debido a que al aumentar la temperatura del materialsus tomos vibran con mayor amplitud y se comportan como si sudimetro fuera mayor; en consecuencia, las dimensiones del materialse incrementan.Se mide mediante el coeficiente de dilatacinlineal (), que representa el aumento de longitudque sufre el material por unidad de longitud,cuando la temperatura aumenta 1C.

    Conductividad trmica: es la capacidad de un material paratransmitir el calor. Se mide en J/m.s.C o en cal/cmsC.Generalmente coinciden los materiales buenos conductores del calorcon los buenos conductores de la electricidad.

    Temperatura de fusin: es la temperatura a la cual un materialpasa de estado slido a lquido. El cambio de estado se producegracias al aporte de cierta cantidad calor, y la temperaturapermanece constante hasta que todo el slido se ha convertido enlquido. El calor necesario para transformar la unidad de masa del materialdel estado slido al lquido se denomina calor latente de fusin(QL). Por ejemplo, para pasar 1 g de hielo a 0C a 1 g de agua a 0Cson necesarias QL=80 cal.

    Propiedades pticas: hacen referencia a los fenmenos debidos a alinteraccin entre el material y la luz.

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    =llT

    ( 1C )

  • Color: cuando la luz incide sobre un material parte de sta esabsorbida y otra parte es reflejada; el color del material depende dela longitud de onda de la luz reflejada.

    Transparencia: consiste en la posibilidad de ver imgenes a travsdel material. La propiedad opuesta se denomina opacidad. Cuandolos materiales dejan pasar la luz pero no imgenes reciben el nombrede traslcidos.

    Luminiscencia: es la capacidad que presentan algunos materialespara emitir luz cuando son excitados por alguna causa externa.

    c) PROPIEDADES MECNICAS : dan cuenta del comportamiento del materialcuando es sometido a fuerzas externas

    Elasticidad: capacidad de un material sometido a una deformacin derecuperar su forma original una vez ha cesado el esfuerzo que lodeform.

    Plasticidad: es la propiedad opuesta a la elasticidad. Es la capacidadque tiene un material sometido a deformacin de mantener la formaadquirida despus de cesar el esfuerzo.

    Rigidez: resistencia de un material a ser deformado

    Tenacidad: resistencia de un material a la fractura; asimismorepresenta la capacidad de un material para deformarse plsticamenteantes de romperse.

    Fragilidad: es la facilidad de rotura de un material, de forma querepresenta la propiedad inversa a la tenacidad.

    Resistencia a la fatiga: Resistencia del material frente a esfuerzosfluctuantes.

    Dureza: Resistencia que opone un cuerpo a ser rayado o penetradopor otro. Proporciona informacin de la resistencia al desgaste.

    Resiliencia o resistencia al choque: Resistencia que posee unmaterial a romperse por la fuerza provocada por un golpe corto eintenso (choque).

    Existe otro grupo de propiedades mecnicas relacionadas con los procesos defabricacin de los materiales:

    Ductilidad: capacidad de un material para poder ser estirado en hilosfinos.

    Maleabilidad: capacidad de un material para ser transformado enlminas finas.

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  • Maquinabilidad: capacidad de un material para ser conformadomediante arranque de viruta.

    Moldeabilidad: facilidad de un material para ser conformado porfundicin o moldeo.

    IDENTIFICACIN DE MATERIALES Los diferentes materiales de uso tcnico pueden identificarse por su aparienciaexterna, pero para conocer con ms profundidad las caractersticas de unmaterial concreto, ser necesario recurrir a una serie de ensayos. Un ensayoes un experimento realizado con una muestra de un material con el findeterminar alguna propiedad del mismo.

    ENSAYOS DE CARACTERSTICAS : Tienen como funcin obtener algunas delas propiedades bsicas del material. Ensayo de composicin: Ensayo qumico mediante el que se determina la

    composicin exacta del material. Ensayo de estructuras: Ensayo mediante el cual se obtiene informacin

    acerca de la estructura interna del material Anlisis trmico: Consiste en determinar las temperaturas caractersticas

    del material: fusin, solidificacin, cambio de estructura interna, etc.

    ENSAYOS DE PROPIEDADES MECNICAS : Tienen como funcin determinarlas propiedades mecnicas del material.

    Ensayo de dureza: Se realiza observando la huella dejada sobre lasuperficie del material por un elemento calibrado al presionar sobre elmaterial con una fuerza determinada. Existen varios tipos:- dureza Brinell (HB): utiliza una bola de acero - dureza Rockwell (HR): utiliza una punta de diamante en forma de

    cono- dureza Vickers (HV): utiliza una pirmide de diamante

    Ensayo de traccin: El ensayo de traccin permite estudiar elcomportamiento de un material cuando es sometido una fuerza tensora.Consiste en someter una muestra calibrada de material (probeta) a unesfuerzo de traccin que va aumentando de forma gradual y se vanmidiendo los incrementos de longitud que sufre material.

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  • Se definen los siguientes parmetros:- Tensin o esfuerzo: es la fuerza aplicada por unidadde superficie

    - Deformacin: es el incremento de longitud unitario quesufre la probeta

    Si se representan las deformaciones producidas para las distintastensiones aplicadas se obtiene la curva tensin-deformacin delmaterial.

    En la curva tensin-deformacin se observan dos zonas claramente diferenciadas: Zona Elstica: en ella se observa que la probeta sufre un alargamiento

    proporcional a la tensin aplicada. Se cumple la ley de Hooke: =E.La pendiente de la curva en la zona elstica se denomina mdulo deelasticidad o mdulo de Young (E). Se calcula dividiendo el esfuerzoaplicado entre la deformacin producida. Representa una medida de larigidez del material.En la zona elstica el material recupera sus dimensiones originales cuandocesa la fuerza exterior. Ello es debido a que al aplicar la fuerza los enlacesentre los tomos se estiran con lo cual el material se alarga; aldesaparecer la fuerza los enlaces vuelven a su configuracin original y porello el material recupera su forma. Si la fuerza aplicada es demasiado grande los enlaces empiezan aromperse y el material quedar deformado de manera permanente,pasando a tener un comportamiento plstico. Esto ocurre a partir del lmiteelstico, tambin llamado punto de fluencia y que se define como latensin por encima de la cual comienza la deformacin plstica.

    Zona Plstica: en esta zona las deformaciones sufridas por el material noson proporcionales y adems