Propiedades De Los Materiales

Propiedades de los materiales

1. Propiedades físicas:

Estas propiedades se ponen de manifiesto ante estímulos como la electricidad, la luz, el calor o la aplicación de fuerzas.

1.1. Propiedades mecánicas:

Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas o fuerzas. Podemos decir que las propiedades mecánicas se clasifican por acción:

• Estáticas: las cargas o fuerzas actúan constantemente o creciendo poco a poco.

• Dinámicas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque.

• Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos simultáneamente.

Las propiedades mecánicas principales son:

a) Dureza: La dureza es la oposición que ofrecen los materiales a la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes, etc... También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio es mucho más difícil de rayar.

b) Resistencia: La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo. Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas.

Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

c) Elasticidad: En física 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.

d) Fatiga: En ingeniería y, en especial, en ciencia de los materiales, la fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables.

e) Plasticidad: La plasticidad es la propiedad mecánica de un material inelástico, natural, artificial, biológico o de otro tipo, de deformarse permanente e irreversiblemente cuando se encuentra sometido a tensiones por encima de su rango elástico, es decir, por encima de su límite elástico. En los metales, la plasticidad se explica en términos de desplazamientos irreversibles de dislocaciones.

f) Maleabilidad: La maleabilidad es la propiedad de un material sólido de adquirir una deformación metálica mediante una compresión sin fracturarse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material. El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una diezmilésima de milímetro de espesor. También presentan esta característica otros metales como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.

g) Resiliencia: se llama resiliencia de un material a la energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico

h) 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,1 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 sólo se produce tras producirse grandes deformaciones.

i) Fluencia: La fluencia o cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, quedando una deformación irreversible. Mediante el ensayo de tracción se mide esta deformación característica que no todos los materiales experimentan. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, proceso mediante el cual el material se deforma plásticamente.

1.2 Propiedades ópticas:

Se refiere al comportamiento de los materiales en lo que respecta a la absorción de la luz (lo que define el color de los mismos) y a la transmisión de la luz (en materiales transparentes y traslúcidos), por ejemplo: Fibras Ópticas, Celdas Solares, recubrimientos ópticos, aplicaciones a microscopía, etc.

Los Materiales ópticos, pueden ser pasivos y activos:

• Los activos muestran propiedades ópticas especiales en respuesta a estímulos eléctricos, mecánicos, magnéticos, ópticos, etc. P.ej.: Lasers, Diodos emisores, fotodiodos, materiales luminiscentes, visores de cristal líquido, etc.

• Los pasivos todo lo demás incluyendo aplicaciones inactivas de materiales activos. Por ejemplo: Metales, Cerámicos, Polímeros.

Entre las características de las Propiedades ópticas, se encuentran:

- Opaco: Impide el paso a la luz

- Traslucido: Deja pasar la luz, pero que no deja ver nítidamente los objetos.

- Trasparente: Dicho de un cuerpo a través del cual pueden verse los objetos claramente.

1.3 Propiedades eléctricas:

Las propiedades eléctricas de un material describen su comportamiento eléctrico -que en muchas ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico- y describen también su comportamiento dieléctrico, que es propio de los materiales que impiden el flujo de corriente eléctrica y no solo aquellos que proporcionan aislamiento.

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