Propiedades Y Caracteristicas De Los Materiales

Propiedades de los materiales

Para poder hablar sobre las propiedades de los materiales debemos empezar por conocer los distintos tipos de materiales, y la definición de estos.

Los materiales son sustancias que, a causa de sus propiedades, resultan de utilidad para la fabricación de estructuras, maquinaria y otros productos.

Existen materiales de muy diversos tipos que, de forma muy regular, se pueden clasificar en cuatro grandes grupos:

• Metales y aleaciones: hierro y acero, aluminio, cobre, níquel, titán, etc., y sus aleaciones.

• Polímeros: gran desarrollo potencial. Comúnmente llamados plásticos.

• Cerámicos y vidrios: vidrios, cementos, hormigones, etc.

• Materiales compuestos: mezcla de materiales: madera, fibra de vidrio, fibra de carbono, polímeros rellenos.

Las propiedades de un material determinado se pueden clasificar en grupos diferente como:

• Propiedades magnéticas

• Propiedades mecánicas

• Propiedades ópticas

• Propiedades eléctricas

Propiedades magnéticas, mecánicas, ópticas y eléctricas de los materiales.

 Propiedades margneticas:

el comportamiento magnético esta determinado por las interacciones entre dipolos magnéticos, estos dipolos a su vez están dados por la estructura electrónica del material. Por lo tanto, al modificar la microestructura, la composición o el procesamiento se pueden alterar las propiedades magnética

Los conceptos que definen los efectos de un campo magnético en un material son:

Concepto Definición

Momento magnético. Intensidad de campo magnético asociado con el electrón.

Permeabilidad magnética. El material amplifica o debilita el efecto del campo magnético.

Magnetización. Representa el incremento en la inducción magnética debida al material del núcleo.

Susceptibilidad magnética. Es la relación entre la magnetización y el campo aplicado, proporciona la amplificación dada por el material.

Así, cuando se acerca un campo magnético a un conjunto de átomos es posible observar diversas reacciones:

- Diamagnetismo: El campo magnético influye en los momentos magnéticosde los electrones dentro del átomo y produce un dipolo para todo los átomos. Estos dipolos se oponen al campo magnético, haciendo que la magnetización sea menor a cero.

- Paramagnetismo: Debido a la existencia de electrones no apareados, a cadaátomo se le asocia un momento magnético neto, causado por el giro de los electrones. Cuando se aplica un campo magnético, los dipolos se alinean con él, resultando una magnetización positiva. Pero, dado que los dipolos no interactúan, para alinearlos se requieren campos magnéticos extremadamente grandes. Además, en cuanto se elimina el campo, el efecto se pierde.

- Ferromagnetismo: Es causado por los niveles de energía parcialmente ocupados del nivel 3d del hierro, el níquel y el cobalto. Consiste en la fácil alineación de los dipolos permanente no apareados con el campo magnético aplicado, debido a la interacción de intercambio o al refuerzo mutuo de los dipolos. Esto significa que aún con campos magnéticos pequeños se obtienen magnetizaciones importantes, con permeabilidad relativa de hasta 106.

- Antiferromagnetismo: Los momentos magnéticos producidos en dipolos vecinos se alinean en el campo magnético oponiéndose unos a otros, aún cuando la intensidad de cada dipolo sea muy alta. Esto produce una magnetización nula.

- Ferrimagnetismo: Se da principalmente en materiales cerámicos, donde diferentes iones crean momentos magnéticos distintos, causando que, en un campo magnético los dipolos de ion A pueden alinearse con el campo, en tanto que los dipolos del ion B pueden oponérsele. Como las intensidades de los dipolos son distintas, el resultado será una magnetización neta. Así, los materiales con este tipo de comportamiento pueden dar una buena intensificación del campo aplicado.

 Propiedades mecanicas:

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 en: 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: dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y resiliencia, aunque también podrían considerarse entre estas a la fatiga y la fluencia (creep).

• Cohesión: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.

• Plasticidad: Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente e irreversible.

• Maleabilidad: Facilidad a deformarse en láminas. Es una variación plástica ante la aplicación de carga o fuerza.

• Ductilidad: Facilidad a deformarse en hilos.

• Dureza: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno mas duro.

• Resistencia: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.

• Ductilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.

• Maleabilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas.

• Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.

• higroscopicidad:se refiere a la propiedad de absorber o exhalar el agua

• hendibilidad:es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o láminas (si tiene).

• Resiliencia:es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.

 Propiedades opticas:

Los materiales pueden ser:

• Opacos: no dejan pasar la luz.

• Transparentes: dejan pasar la luz.

• Traslúcidos: dejan pasar parte de la luz.

 Propiedades eléctricas:

Propiedades eléctricas: Describen el comportamiento

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