Materiales Funcionales

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES POR SU FUNCIONALIDAD

1) AEROESPACIAL

Materiales:

• Compuestos de carbón.- son un tipo particular de materiales compuestos en los que se combinan un refuerzo de carbono (generalmente una FC) y una matriz también carbonosa (resinas, polímeros o breas, con las que primero se impregna la fibra y luego se carbonizan para dar lugar a esta matriz).

Aplicaciones: es la producción de plásticos. Todos los plásticos son constituidos por grandes moléculas, o macromoléculas, formadas por pequeñas moléculas idénticas que se repiten en una cadena linear.

• Óxido de Silicio (SiO2).- llamado comúnmente sílice. Es uno de los componentes de la arena. En la naturaleza se da de forma natural como cuarzo. Este compuesto ordenado espacialmente en una red tridimensional (cristalizado) forma el cuarzo y todas sus variedades. Se usa, entre otras cosas, para hacer vidrio, cerámicas y cemento.

Aplicaciones: Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la industria de la cerámica técnica y, debido a que es un material semiconductor, tiene un interés en la industria electrónica y microelectrónica como material para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos.

• Aleaciones de aluminio.- son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos (generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio). Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Aplicaciones: partes estructurales de los aviones, latas para bebidas refrescantes, partes de las carrocerías de autobuses y de los automóviles (culatas, pistones y colectores de escape).

• Superaleaciones.- las súper-aleaciones o de alto funcionamiento tienen una fuerza mecánica excelente y una resistencia al deslizamiento en temperaturas altas, buena estabilidad en la superficie, resistencia a la corrosión y a la oxidación. El desarrollo de las súper-aleaciones han sido principalmente enfocadas en la industria aeroespacial y eléctrica. Aplicaciones: se encuentran en la industria aeroespacial, de la turbina de gas industrial y de la industria de las turbinas marinas.

• Zerodur.- es una vitrocerámica con un coeficiente de dilatación térmica extraordinariamente bajo. Las principales propiedades de Zerodur son: dilatación prácticamente cero, alta calidad interna, buena disposición mecánica para su procesado, se puede pulir con una precisión extraordinaria, se recubre fácilmente, reducida permeabilidad al helio, no es porosa y tiene buena resistencia térmica.

Aplicaciones: Debido a su dilatación térmica extraordinariamente reducida y la probada estabilidad a largo plazo, Zerodur® es un patrón de medida ideal en aparatos de medida; en combinación con las más modernas tecnologías de fabricación, son posibles geometrías cada vez más complejas.

2) BIOMÉDICOS

Materiales:

• Hidroxiapatita.- Está formado por fosfato de calcio cristalino (Ca10(PO4)6(OH)2) y representa un depósito del 99% del calcio corporal y 80% del fósforo total.

Aplicaciones: Preservación del reborde alveolar. Fracturas mandibulares. Reconstrucción de huesos faciales.

• Aleaciones de titanio.- el titanio es un metal liviano (4,5 g/cm3), que pesa un 45% menos que el acero y solo el 60% más que el aluminio.

Su alta relación resistencia/peso hace que las aleaciones a base de titanio sean superiores a todos los metales y aleaciones de ingeniería Esta ventaja va acompañada por una excelente tenacidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión además de ser biocompatibles.

Aplicaciones: en la aeronáutica: discos de ventilación, álabes y palas de turbinas. fabricación de bombas, depósitos, reactores químicos y columnas de fraccionamiento.

• Acero inoxidable.- es un acero de elevada pureza y resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora.

Aplicaciones: las plantas de procesado de la pulpa de papel, sistemas de conducción de agua de mar, construcción de elementos estructurales de plataformas offshore, etc.

• Aleaciones con memoria de forma.- son materiales que una vez que han aprendido algo lo recuerdan, es decir poseen una propiedad que les permite recuperar su forma original tras haber sido sometidos a una deformación.

Aplicaciones: en dispositivos utilizados en medicina, como los stents, prótesis tubulares que restablecen la capacidad de flujo de cualquier conducto corporal afectado de estrechamiento.

• Cerámica piezoeléctrica (PZT).- son cuerpos macizos semejantes a los utilizados en aislantes eléctricos; son constituidas de innumerables cristales ferro eléctricos microscópicos, siendo inclusive denominadas como policristalinas.

Aplicaciones: Equipos médicos de imagen por ecografía, Equipos de limpieza por ultrasonidos

• Plásticos.- Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico.

Aplicaciones: Empaquetado y construcción de botellas.

3) MATERIALES ELÉCTRONICOS

Materiales:

• Silicio (Si).- Se utiliza en aleaciones, en la industria de la cerámica técnica y, debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria electrónica y microelectrónica.

• Germanio (Ge).- Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo, que conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Forma gran número de compuestos organometálicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores.

• Aluminio (Al).- este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad.

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• Arseniuro de galio (GaAs).- Es un compuesto de galio y arsénico. Es un importante semiconductor

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