En la actualidad con el desarrollo de la tecnología se ha aumentado los procesos metalúrgicos donde se pueden obtener diversos resultados de los materiales que se extraen de la naturaleza siendo la materia prima mediante distintos procesos, en este artículo se va hablar sobre la tecnología de los materiales, donde el análisis y el estudio por los a los diferentes tipos de materiales se deben a las propiedades que estos poseen
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¿Qué es la materia prima?
Son las sustancias que se encuentran en la naturaleza y se extraen por diferentes mecanismos, pueden tener orígenes muy diversos, ya sean de origen animal, vegetal y mineral.
Para el caso del origen animal se tiene como por ejemplo la seda, las pieles, entre otro. En el caso de origen vegetal pueden ser la madera, el corcho, el algodón, entre otros. Y con el caso de origen mineral puede ser la arcilla, la arena, el mármol, entre otros.
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¿Qué son los materiales?
Son las materias primas transformadas mediante procesos físicos y/o químicos, se encuentran preparadas y disponibles para fabricar productos que cubran la necesidad de la sociedad, como por ejemplo de Materiales son los tableros de madera, el plástico, láminas de metal, vidrio, entre otros.
Para la obtención de los materiales se utilizan los productos tecnológicos que son los objetos producido por el ser humano para satisfacer sus necesidades y mejorar su calidad de vida.
Gracias a la tecnología de los materiales empleada se puede obtener un sinfín de objetos de necesidad diaria, como una mesa, una estructura, un vestido, entre otros. Sin embargo para estos resultados se debe de tener en cuenta las propiedades que defines el comportamiento y características de la materia prima extraída.
Tecnología de los materiales
Se le conoce como el estudio de la materia prima, y el empleo de diversos procesos y técnicas de análisis al material, para esto realiza estudia físicos y químicos de la materia prima para emplear el proceso correspondiente para adquirir los resultados deseados.
El campo basado en este estudio son los procesos industriales, que ofrecen la información y la disposición de las máquinas y sus componentes que se tienen que emplear para una materia prima en específico.
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Propiedades de los materiales
Es un conjunto de características que se encargan de definir y de describir cualquier tipo de material explicando sus comportamientos características ante estímulos específicos por lo que es fundamental en la tecnología de los materiales. Estos se clasifican por las siguientes propiedades
Propiedades Físicas: Esta propiedad se divide en:
1. Propiedades eléctricas
- Determinan el comportamiento de un material al pasar éste por la corriente eléctrica
- Existen dos términos fundamentales dentro de las propiedades eléctricas de los materiales que son la Resistividad y la Conductividad
- La conductividad es propiedad de los materiales para transmitir corriente eléctrica
- En el caso de la resistividad es la resistencia que ofrecen al paso de la corriente
- En función de sus propiedades eléctricas, los materiales pueden ser: Conductores, aislantes y semiconductores
- Los aislantes no permiten fácilmente el paso de la corriente a través de ellos
- En el caso de los conductores son los permiten fácilmente el paso de la corriente a través de ellos
- Para los semiconductores son los que permiten el paso de la corriente a través de ellos pero bajo determinadas condiciones, como la baja temperatura
2. Propiedades mecánicas
- Son consideradas las más importantes
- Determinan el comportamiento de estos cuando se ven sometidos a la acción de fuerzas exteriores
- Es la resistencia mecánica que ofrece el material a dichos esfuerzos
- Las fuerzas exteriores pueden ser Continuas o discontinuas, Estáticas, Dinámicas, Cíclicas
- Dentro de las propiedades mecánicas las más importantes se encuentran la Resistencia, la Elasticidad, la Plasticidad, Tenacidad, Fragilidad, Ductilidad, Maleabilidad y la Dureza
- En la resistencia se considera como la capacidad de un material a soportar un esfuerzo exterior
- Para la elasticidad se refiere a la capacidad de un material de recuperar su forma original una vez que la fuerza lo deformó
- La plasticidad es capacidad de un material de deformarse permanentemente sin romperse
- Se considera la propiedad dureza como la resistencia que presenta un material cuando otro lo quiere rayar
- En la tenacidad se le conoce como la resistencia que opone un material de rotura cuando es golpeado
- Con la fragilidad se refiere a la capacidad que tiene un material de romperse fácilmente cuando es golpeado
- Para la ductilidad se denomina como la capacidad que tiene un material para deformarse con facilidad
- En la maleabilidad se le conoce a la capacidad de un material para adoptar una forma diferente a la original sin romperse
3. Propiedades térmicas
- Son las que determinan el comportamiento de los materiales frente al aumento de la temperatura
- Sucede frente al calor
- Dichas propiedades térmicas son las siguientes: Conductividad térmica, Resistividad térmica, Dilatación térmica, Contracción térmica, Fusibilidad térmica, Soldabilidad
- En la conductividad térmica se refiere a la capacidad de los materiales de conducir o transmitir el calor, o de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a otras moléculas adyacentes, o a otras sustancias con las que está en contacto
- Con la resistividad térmica se entiende como la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor
- Para la dilatación térmica se entiende como el aumento de tamaño que sufre un material cuando se eleva la temperatura del mismo
- La contracción térmica se refiere a la reducción de tamaño que experimenta un material al reducirse su temperatura
- En la fusibilidad térmica es la capacidad de un material para fundirse, pasar de sólido a líquido o viceversa.
- Para la solubilidad se conoce como la capacidad de un material para soldarse, consigo mismo o con otro material
4. Propiedades magnéticas
- Ponen de manifiesto su comportamiento frente a determinados materiales
- Son particularmente metales
- Se aplica el efecto magnetismo
- El magnetismo se conoce como el fenómeno físico por el que los materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales
- Se encarga de ejercer fuerzas de atracción o repulsión
- Dispone de un comportamiento magnético de un material depende de su estructura interna y, en particular, de su configuración electrónica.
- Existen dos campos magnéticos: Intresico del electrón, Movimiento orbital de cada electrón alrededor de su propio núcleo:
- En el caso de Intresico del electrón cada electrón es como un pequeño imán.
- Los electrones tienden a orientarse en la misma dirección, creando
- Para el movimiento orbital de cada electrón alrededor de su propio núcleo se compara este efecto con el campo que genera una corriente eléctrica al circular una fuerza magnética. por una bobina.
5. Propiedades ópticas y estéticas
- Ponen de manifiesto al incidir la luz sobre ellos con el sentido de la vista
- Estos materiales ópticos se clasifican en: Materiales transparentes, Materiales opacos, Materiales traslúcidos:
- Los materiales transparentes permiten el paso de la luz, es posible ver con nitidez a través de ellos como es el caso de los cristales
- En los materiales opacos no permiten el paso de la luz, además no se puede ver a través de ellos como es el caso de los metales
- Los materiales traslúcidos permiten el paso de la luz, pero no es posible ver con nitidez a través de ellos como es el caso de los plásticos
Propiedades Químicas
- Se manifiestan al interaccionar los materiales con otras sustancias o materiales
- Dan lugar a transformaciones
- Caracterizados por realizar una transformación de un material en otro diferente
- Se produce debido a una reacción química
- Dentro de las principales reacciones químicas que puede sufrir un material se encuentra: Enlace metálico, Enlace covalente, Enlace iónico, Oxidación
- En el Enlace metálico se da en sustancias en estado sólido.
- Para los casos de los enlaces covalentes
- Se produce cuando dos átomos comparten electrones de último nivel.
- Generalmente sucede entre elementos gaseosos o materiales no metálicos.
- En el enlace iónico es el resultado de una unión de átomos.
- Suele producirse entre un compuesto metálico y uno no metálico.
- En la oxidación se le conoce por la facilidad con la que un material reacciona en contacto con el oxígeno del aire.
Propiedades Económicas
- Son los costes de la obtención material desde su transporte a su fabricación
- De la misma manera se refiere a los costes de almacenamiento
- Gastos que surgen cuando el material es entregado a su destino final lo cual incluye impuestos derivados de
- Es la compra – venta del material
Propiedades Ecológicas
- Representan el impacto que producen los materiales en el medio ambiente
- Estas propiedades son las que en comparación a las otras no se toma casi en cuenta
- Basada en la explotación no controlada de los recursos naturales
- Producen daños irreparables en el planeta y el medio ambiente.
- Los materiales se pueden clasificar como biodegradable, toxico, alérgico, reutilizable, reciclable
- El biodegradable es cuando la naturaleza puede descomponerlo en poco tiempo y de forma natural
- Para el caso de toxico es cuando se produce un gran impacto en el medio ambiente, no es biodegradable, resulta venenoso para seres vivos, contamina agua, suelo y atmósfera
- Con los alérgico se produce reacciones alérgicas en los seres vivos
- En los reutilizable se caracteriza por dar la posibilidad de poder volver a usar pero para el mismo uso
- Con los reciclable se puede reciclar para fabricar otro material con el mismo
Propiedades Tecnológicas
- Determinan o informan la capacidad de un material determinado de ser sometido a una determinada operación industrial
- Se clasifican en : Colabilidad, ductilidad, forjabilidad, fusibilidad, maquinabilidad, templabilidad
- Con la colabilidad se refiere a la capacidad de un material fundido para colarse en un molde y penetrar en todos sus resquicios llenándolo.
- En la ductilidad se le conoce como capacidad de un material para ser deformado mediante esfuerzos de atracción
- Para la forjabilidad se le denomina como la facilidad con la que un material se deforma mediante golpes cuando su temperatura es elevada
- Ofrece información en la tecnología de los materiales
- Con la fusibilidad es la propiedad que hace que los materiales se transformen en piezas fundidas sanas
- En la maquinabilidad se le conoce con la facilidad o dificultad de un material para trabajarse con herramientas cortantes
- Para el caso de la templabilidad es la capacidad de un material metálico de ser transformado en su estructura cristalina al sufrir cambios bruscos de temperatura
Transferencia Tecnológica: Materiales para la industria
En lo que se refiere a la transferencia de tecnología, se pueden usar diferentes materiales para la industria, los cuales pueden ser, papel, vidrio, cerámica, etc. A continuación se muestra una imagen en la que se aprecian estos materiales.
Vídeo de la Tecnología de los Materiales
A continuación se muestra un vídeo sobre la tecnología de los materiales