Selección Y Clasificación De Los Materiales.

“Clasificación y Selección de los Materiales”

INTRODUCCIÓN:

La ciencia de materiales es el campo científico encargado de investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales. Paralelamente, conviene matizar que la ingeniería de materiales se fundamenta en esta, las relaciones propiedades-estructura-procesamiento-funcionamiento, y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades.

La ciencia de los materiales y la ingeniería juegan un rol vital en esta era moderna de ciencia y tecnología. Varios tipos de materiales son usados en la industria, construcción de casas, agricultura, transportes, etc.

El rápido desarrollo en el campo de la teoría cuántica de los sólidos abrió bastas oportunidades de mejor comprensión y utilización de varios materiales. El espectacular éxito en el campo de espacio es primario debido a los rápidos avances en materiales de alta temperatura y alta resistencia.

La selección de un material en específico para un uso en particular es un proceso muy complicado. Usualmente uno puede simplificar la decisión si los detalles de parámetros operativos, procesos de manufactura, requerimientos funcionales y costos a considerar se saben.

Para llegar a seleccionar un material, es primordial conocer lo desde la raíz, desde dónde se origina y para lograrlo es necesario clasificar los materiales para estudiarlos y su posterior aplicación. Por lo que la ciencia y la ingeniería de los materiales son el pilar de este tema.

En el siguiente ensayo veremos de manera breve un análisis de dicha clasificación de los materiales así como de los criterios que se deben tomar en cuenta al seleccionarlos para un proyecto.

Existen cientos y cientos de materiales disponibles y es muy difícil para un ingeniero el poseer un detallado conocimiento de todos los materiales. Sin embargo una buena comprensión de los principios fundamentales que ayudan a seleccionar óptimamente un material en lo que respecta la ciencia en los materiales, y la ingeniería se han distribuido en distintas ramas, metalurgia, cerámicas y ciencias poliméricas.

Los materiales para propósitos de ingeniería, propiedades tal como resistencia de impacto, resistencia a la tracción y dureza indican la idoneidad para la selección, pero el ingeniero de diseño tendrá que asegurarse de que la radioactividad y otras propiedades del material son de acuerdo a las especificaciones.

Uno puede dictar el método de producción del componente, vida de servicio, costo, etc. Sin embargo debido a las diversas demandas por materiales metálicos, unos pueden requerir especial tratamiento de superficie, por ejemplo endurecimiento, la normalización para hacer frente con el servicio que requiere.

Antes de seleccionar un material o diseñar un componente, es esencial para uno entender los requerimientos del proceso a fondo, limitaciones operativas como condiciones peligrosas o no peligrosas funcionamiento continuo o discontinuo, la disponibilidad de materias primas, así como repuestos de materiales alternativos para durabilidad de un instrumento o del equipo, costos etc.

Diferentes materiales poseen diferentes propiedades para conocer algunos de los requerimientos para propósitos de ingeniería.

Las propiedades de los materiales que dictan la selección se muestran en lo siguiente:

Propiedades mecánicas, las propiedades mecánicas importantes afectando la selección de un material son: resistencia a la tracción, dureza, ductilidad, propiedades térmicas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, densidad, resistencia al impacto.

Estas propiedades tienen un papel vital en la selección de materiales para aplicaciones de ingeniería, los cambios temperatura, tipos de suelos, recurso económico, etc. nos limitan a ciertos materiales por lo cual es muy importante saber en dónde se utiliza cada uno de estos.

Un elemento puede presentar diferentes propiedades químicas, como las mencionadas anteriormente, las cuales nos ayudan a clasificar los materiales.

De manera general, la clasificación de materiales de la ingeniería se determina por diferentes factores como la composición química del material, el modo de su presencia en la naturaleza, la refinación y el proceso de la fabricación, su estructura atómica y cristalina y su empleo industrial y técnico.

Esta clasificación se divide en siete grupos, que son: Metales (ferroso y no ferroso) y aleaciones, Cerámicos, Polímeros Orgánicos, Compuestos, Semiconductores, Biomateriales y Materiales Avanzados. Dentro de los metales existen los metales puros, los metales aleados, los metales ferrosos y los no ferrosos.

En los materiales orgánicos están compuestos de carbón en los que químicamente es vinculado con el hidrógeno, el oxígeno y otras sustancias no metálicas y poseen una estructura compleja, mientras que los materiales inorgánicos están compuestos por metales, arcillas, rocas de arena, minerales y cerámicas y tienen el origen mineral, en cuanto a los materiales biológicos un ejemplo podría ser la piedra caliza que se compone principalmente de carbonato de calcio y piedra caliza. Los materiales semiconductores tienen propiedades eléctricas que son intermedias entre los conductores eléctricos y los aislantes. Los Biomateriales no deben producir sustancias tóxicas y debe ser compatible con los tejidos del cuerpo.

El grupo de los materiales avanzados es muy amplio. Como la tecnología ha ido avanzando a paso rápido, la ciencia y la ingeniería de los materiales

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