Propiedades De Materiales

3.1 PROPIEDADES ELECTRICAS Y MAGNETICAS

Existen varias propiedades a determinar el carácter y comportamiento eléctrico de los materiales metálicos, cerámicos y polímeros, pero las principales son la conductividad y di-electricidad; superconductividad, polarización y piezoelectricidad. El comportamiento de un material se ve manifestado primordialmente por su facultad de conducir señales, pulsos, o corrientes eléctricas a través de sus electrones, este comportamiento es lo que designa si se pueden considerar o no materiales conductores. Es así como en base a lo establecido en el informe investigativo se pude considerar tres puntos importantes:

Los metales se pueden considerar como materiales conductores temperaturas mayores a la crítica y no tan cercanas a la de fusión (temperatura de ambiente con regularidad). Son excelentes conductores cuando se hayan puros, con impurezas se disminuye la conductividad, pero se aumenta el carácter de superconductor a temperaturas bajas (menores a la crítica). En el día a día se aplica más en funciones de conducción eléctrica y en cableados.

Los polímeros son malos conductores, son mejor aplicables para funciones de transmisión de bajo voltaje, o más bien para carácter aislante. Se puede aumentar su conductividad y disminuir la resistividad considerablemente por medio de dopado, es decir, introducción de partículas de material conductor en su micro-estructura. Sus aplicaciones son variadas y principales en la biomedicina.

Los cerámicos son por lo general aislantes a temperatura ambiente, es decir, presenta un comportamiento dieléctrico. Sin embargo a muy bajas temperaturas se comportan como materiales superconductores. Su gamma de aplicación es amplia, desde capacitores y condensadores, hasta transductores piezoeléctricos, y cableado fino (fibra óptica).

Con esto, se pude concluir el comportamiento eléctrico y propiedades eléctricas de los materiales estos toman un papel importante a la hora de clasificar los materiales siendo usados en la fabricación y perfeccionamiento de las distintas herramientas y cuerpos que se utilizan diariamente.

Propiedades Magnéticas de los Materiales

Podemos considerar elementos magnéticos a aquellos elementos de la tabla periódica que tienen electrones desapareados, pero en realidad esto no sucede, ya que sólo existen 3 elementos que se magnetizan al aplicarles un campo magnético, son el Hierro (Fe), Cobalto (Co), Níquel (Ni). El magnetismo es dipolar, es decir, existen dos polos magnéticos separados por una determinada distancia.

Las propiedades magnéticas, son las determinadas respuestas de un material al campo magnético.

Se distinguen entre materiales magnéticos blandos y materiales magnéticos duros:

Mat. Magnéticos blandos: Aquellos que se pueden desmagnetizar.

Mat. Magnéticos duros: Aquellos que no se pueden desmagnetizar.

Campo magnético: Región del espacio en que se crea un estado magnético susceptible de convertirse en fuerzas de atracción o repulsión de cuerpos magnéticos. Este campo se traduce en unas líneas de fuerza y dos polos de los que parten estas líneas (dipolar).

Otra forma de generar campos magnéticos es haciendo pasar por una bobina una corriente de intensidad I.

Si dentro de la bobina introducimos un material magnético, el campo magnético fuera del solenoide es ahora más fuerte, ya que es la suma del campo del propio solenoide y el campo magnético externo del material introducido, esto se conoce como inducción magnética.

Cuando los materiales se someten a un campo magnético puede haber 4 tipos de respuestas:

Hay un tipo de materiales que cuando se someten a un campo, los dipolos se orientan produciendo campos magnéticos negativos, contrarios al campo aplicado, esto se conoce como diamagnetismo. Los valores de susceptibilidad de estos materiales es pequeña y negativa y su permeabilidad próxima a la unidad.

En los paramagnéticos, los momentos dipolares se orientan en dirección al campo, y tiene permeabilidades próximas a la unidad y su susceptibilidad es pequeña pero positiva. Este efecto desaparece al dejar de aplicar el campo magnético.

Los materiales ferromagnéticos se caracterizan por ser siempre metálicos, y su intenso magnetismo no es debido a los dipolos. Este magnetismo puede ser conservado o eliminado según se desee, los 3 materiales ferromagnéticos son el hierro, el cobalto y el níquel. La causa de este magnetismo son los electrones desapareados de la capa 3d, que presentan estos elementos. Los materiales ferrimagnéticos son cerámicos y su magnetización es significativa pero menor que en los ferromagnéticos, sus conductividades son bajas, lo que hace que sean aplicables en electrónica.

La magnetización en los ferromagnéticos se debe a la curva de histéresis (7.7). Una vez producida la magnetización se intenta eliminar el campo magnético, pero para valor de campo magnético cero el material sigue magnetizado, y para poder desmagnetizarlo es necesaria la aplicación de un campo negativo o fuerza coercitiva.

Los materiales magnéticos son indispensables en la sociedad actual que se caracteriza fundamentalmente por la alta tecnología. El estudio y comprensión de los aspectos fundamentales de los compuestos inorgánicos con propiedades magnéticas poco usuales, y de su relación con su estructura y otras propiedades físicas y químicas, es imprescindible para el diseño de nuevos materiales que poseen unas propiedades deseadas.

3.1.1 CONDUCTIVIDAD EN LOS CERÁMICOS

La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles, por lo que no son conductores de electricidad. Cuando son combinados con fuerza, permite usarlos en la generación de energía y transmisión.

No así una subcategoría del comportamiento eléctrico aislante de los cerámicos la propiedad dieléctrica. Un buen material dieléctrico es aquel que es capaz de mantener el campo magnético a través de él y sin inducir pérdida de energía.

Los materiales cerámicos es usada para la pérdida progresiva de di electricidad de alta frecuencia, usada en aplicaciones como microondas y radio transmisores. A partir de esto, los materiales dieléctricos o aislantes se emplean en los condensadores para separar físicamente sus placas y para incrementar su capacidad al disminuir el campo eléctrico y por tanto, la diferencia de potencial entre las mismas.

3.1.2 TEORIA DE SUPERCONDUCTIVIDAD EN MATERIALES METALICOS Y CERAMICOS.

Al reducir paulatinamente la temperatura de un material cerca del cero absoluto, las vibraciones entre los átomos disminuyen gradualmente hasta ser un valor nulo. A partir de esta afirmación, se puede concretar la teoría de los materiales superconductores.

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