Propiedades Materiales

Propiedades de los materiale materiales s

 Propiedades de los material materiales es

p

definición

istica Se define como propiedad de un material a una caracter is mensurable capaz mensurable capaz de calificar un comportamiento o una respuesta del mismo a solicitaciones externas, externas , independientemente del tamaño y ia del elemento considerado. de la geometr ia Pueden ser Insensibles y Sensibles a la Microestructura.

físicas l comportamiento del material ba!o la acción de agentes físicos e"ternos como el calor, electricidad, magnetismo o luz. Pueden di#idirse en$ electricas, magneticas, opticas y termicas.

químicas %as más importantes son la oxidación y la corrosión, corrosión, sobre todo en metales.

mecánicas &efinen el comportamiento de los materiales frente a determinadas acciones mecánicas e"teriores como fuerzas o desplazamientos. &escriben la capacidad del material para comprimirse, estirarse, doblarse, rayarse, abollarse o romperse

Propiedades de los materiales

Cohesión

Dureza

Mecánicas

Elasticidad

Plasticidad

Ductilidad

definición

'esistencia de las mol(culas a separarse. &epende de las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas. 'esistencia de un cuerpo a ser penetrado por otro. n algunos casos puede ser modificada )aleaciones, tratamientos*. +posicion que e!erce un cuerpo para no rayarse. apacidad de recobrar la forma cuando cesa la causa que lo deforma.

apacidad de adquirir deformaciones permanentes sin sufrir rotura.

apacidad de deformarse plásticamente frente a esfuerzos de tracción. es la capacidad de un material que es capaz de estirarse en -ilos )cobre, oro*

 Propiedades de los materiales

definición

apacidad de deformarse plásticamente. Maleabilidad$  ptitud que tiene un material para e"tenderse en laminas )aluminio, oro*

Tenacidad

Mecánicas ragilidad

atiga

apacidad de absorber energía frente a esfuerzos bruscos e"teriores antes de romperse o deformarse. &ebe ser elástico y plástico a la #ez. 'esistencia que opone un cuerpo a se roto. ualidad contraria a la tenacidad. /ienen el límite de elasticidad y el de rotura muy pró"imos$ carecen de zona plástica. uando se e!erce una fuerza sobre un material se rompe en añicos. 'esistencia a la rotura por un esfuerzo de magnitud o sentido #ariable. &eformacion de los materiales sometidos a cargas #ariable, algo inferiores a a la rotura.

 Propiedades de los materiales

Ma!uinabilidad

"critud

Mecánicas

definición

0acilidad que tiene un cuerpo al de!arse cortar por arranque de #irutas

 umento de la dureza, fragilidad y resistencia en algunos materiales por el frio.

Colabilidad

 ptitud que posee un material fundido para llenar un molde.

Plasticidad

s la capacidad de conser#ar la nue#a forma. s lo opuesto a la elasticidad

#esiliencia

apacidad de un material de absorber energía en la zona elástica ante esfuerzos de rotura. 'esistencia que opone un material a golpes

Propiedades de los materiales

definición

Comportamiento Mec$nico %a respuesta de la mayoría de los materiales a campos de fuerza mecánicos, el(ctricos, ópticos, depende del tiempo. 

Parte de la energía entregada se almacena y parte se disipa. 

&isipación no ocurre en forma instantánea, depende del tiempo. 

%a perturbación o solicitación es un fuerza mecánica y la respuesta una deformación y en algunos casos flu!o. 

&isipación es la respuesta retrasa respecto de la perturbación. 'etraso depende de la duración de la perturbación. 

 Propiedades de los materiales Tracción

definición

1racias a la fuerza el ob!eto se alarga y actua perpendicularmente al suelo.

Compresion %a fuerza tiende a acortar el ob!eto.

lexion

%a fuerza tiende a cur#ar al ob!eto y es paralela a la superficie de fi!acion.

Torsion

%a fuerza tuercen al ob!eto.

Cortadura

%a fuerza rompe al material pasando por ella.

Pandeo

Se dan en ob!etos de poca seccion y gran longitud doblandose la pieza.

Mecánicas Esfuerzos f%sicos a que pueden someterse los materiales

 Propiedades de los materiales

definición

&uimicas

'xidación

n ambiente cálido y seco el o"ígeno pro#oca la o"idación de muc-os materiales.

2 s una reacción en la cual el elemento !ue se oxida cede electrones al elemento oxidante. 2 +tros o"idantes aparte del o"ígeno )cloro, bromo, azufre, hidrógeno, yodo, óxidos de azufre y de carbono*. 2 n algunos metales el proceso de o"idación depende de la temperatura$ ( " temperatura ambiente la capa de óxido es compacta. Esto e)ita el contacto con el oxidante y !ue contin*e la oxidación. ( +i la temperatura se ele)a, se puede producir un agrietamiento de la capa de óxido, con lo !ue la oxidación llega al interior.

 Propiedades de los materiales

definición

&uimicas

Corrosión

Se denomina al proceso de destrucción lenta y progresi#a de un material producido por el o"ígeno del aire combinada con la -umedad.

 s un proceso electroquímico, pues en la superficie del metal se generan micropilas gal#ánicas. %a -umedad act3a como electrolito. 2 %os agentes corrosi#os más -abituales son$ cloruro de sodio y el dióxido de azufre. 2 Se producen dos reacciones simultáneas$ •

4 'eacción anódica$ /iene lugar en la superficie del metal, que act3a como ánodo y cede electrones con lo que se forma el ó"ido. 4 'eacción catódica$ onsiste en la captura de los electrones por los radicales 4 +5 y el posterior desprendimiento de -idrógeno.

Propiedades de los materiales

definición

 Proteccion contra la Corrosión Modificación !u%mica de la superficie$ reación por medios químicos de una capa protectora o capa de con)ersión. 2 Cromatizado 2 osfatación 2 a oxidación anódica. #ecubrimientos no met$licos$ 2 Pinturas y barnices 2 Pl$sticos 2 Esmaltes y cer$micas #ecubrimientos met$licos$ 2 Electrodeposición 2  Electroferesis 2 -nmersión en caliente 2 Difusión o cementado 2 Protección catódica 2 -nhibidores de la corrosión

 Propiedades de los materiales

definición

0ísicas

EECT#-C"+

&escriben el comportamiento electrico del metal, el cual en muc-as ocasiones es mas cr itico que su comportamiento mecanico.

onductores, isladores, Semiconductores, Superconductores .

 Propiedades de los materiales

definición

Conductores

l(ctricas

)metales en general como plata, cobre, platino, aleaciones metalicas, aluminio, etc.* "isladores )#idrio, diamante, azufre, cuarzo fundido, cuando pensamos en aisladores electricos imaginamos elementos construidos con #idrio, ceramico o polimeros* +emiConductores )1e4germanio, Si4silicio, 1as4galioarsenico, 1aP4galiofosforo, dS4cadmioazufre* +uperConductores )aumentan su conducti#idad con la temperatura, con las impurezas, pueden ser intr insecos y e"tr insecos*.

 Propiedades de los materiales

l(ctricas

definición

Conductores

%as propiedades el(ctricas dependen de$ 2 structura electrónica de los átomos 2 'espuesta de los e( a los campos electromagn(ticos.

%a mo#ilidad de los portadores depende de los enlaces atomicos, de las imperfecciones de la red, de la microestructura y, en los compuestos ionicos de las #elocidades de difusion. %a aplicación de un campo magnetico genera la formacion y el mo#imiento de dipolos contenidos en el material. stos dipolos son atomos o grupos de atomos que tienen carga desequilibrada. &entro de un campo electrico aplicado los dipolos se alinean causando polarizacion.

 Propiedades de los materiales

l(ctricas

definición % /itanato de 6ario )6a/i+7* es un material cristalino polar

Conductores

debido a su nanoestructura

Material erro(elctrico Electrostriccion es la modificacion de las dimensiones del material.  demas de darse por cambios en la longitud de los enlaces entre iones, puede ser resultado de la actuacion de los atomos como part iculas en forma o#al en #ez de esferica o por distorsion debida a la orientacion de los dipolos permanentes del material. uando se les impone un cambio dimensional, ocurre polarizacion lo que crea un #olta!e o un campo. %os materiales que presentan este comportamiento son piezoelectricos. uando se retira el campo, queda una polarizacion permanente, debida al acoplamiento de dipolos y el material -a quedado permanentemente polarizado. %os materiales que retienen una polarizacion neta, una #ez retirado el campo se conocen como ferroelectricos.

 Propiedades de los materiales

l(ctricas

Conductores

definición

!emplos de onducción Ionica

 Propiedades de los materiales

l(ctricas

+emiConductores

definición

El silicio y El germanio

8na particular clase de materiales que -an transformado la sociedad. 1ran #ariedad de compuestos ceramicos e intermetalicos presentan este mismo efecto. /ienen propiedades de semiconducti#idad o conducti#idad condicionada. lgunos e!emplos$ &iodos, c-ips, tiristores en industria electrica. 2 Su conducti#idad aumenta con la temperatura. 2 Su conducti#idad aumenta con las 9impurezas 2 Pueden ser intrinsecos o extrinsecos.)superconductores* 2 &os tipos de portadores$ electrones y -uecos 2 1as4galioarsenico, 1aP4galiofosforo, dS4cadmioazufre*

 Propiedades de los materiales

l(ctricas

definición

+uperConductores

Su brec-a de energ ia entre las bandas de #alencia y conduccion es pequeña y, algunos electrones poseen suficiente energia  termica  como para saltar la brec-a, entrando en la banda de conduccion. %os electrones e"citados de!an atras ni#eles de energ ia  desocupados, o huecos, en la banda de #alencia. uando un electron se mue#e para llenar un -ueco, se crea otro en la fuente original de este segundo electron de forma que los espacios #ac ios  parecen actuar como :electrones: de carga positi#a y portadores de carga electrica. uando se aplica un #olta!e electrico al material, los electrones de la banda de conduccion se aceleran -acia la terminal positi#a, en tanto que los -uecos de la banda de #alencia se mue#en -acia a terminal negati#a. Por lo tanto se conduce la corriente mediante el movimiento de electrones y de huecos. l comportamiento del semiconductor es opuesto al de los metales, conforme aumenta la temperatura se incrementa la conducti#idad, por que estan presentes mas portadores de carga, en tanto que en el metal la conducti#idad se reduce, debido a la menor mo#ilidad de sus portadores de carga. Si se retira la fuente de energia o #olta!e de e"citación se #uel#en a combinar los -uecos y los electrones despues de cierto periodo de tiempo.

Propiedades de los materiales

+uperConductores -ntrinsecos

/ipicamente los del grupo I; de la /abla Periodica. +ilicio y /ermanio

definición

Propiedades de los materiales

definición

+uperConductores Extrinsecos

+ilicio(fosforo

+ilicio(2ario

n #ista de que pequeñas variaciones de temperatura pueden afectar el comportamiento de un semiconductor intr inseco, se puede agregar una pequeña cantidad de impurezas 0dopado*, para producir un semiconductor extr inseco. %a conducti#idad de este semiconductor depender a principalmente del numero de atomos de impureza 0dopantes1, y en un rango especifico de temperatura incluso ser independiente de esta.

 Propiedades de los materiales

definición

l(ctricas "isladores 2 uando pensamos en isladores lectricos imaginamos elementos constriudos con #idrio, polimeros o ceramicos. 2 %os portadores de carga pueden ser electrones, -uecos, iones y defectos puntuales 2 %a cantidad de electrones que pueden acceder a la banda de conduccion es muy ba!a. )e"cepto en peliculas delgadas de o"idos amorfos*. 2 8n buen diel(ctrico es un buen aislador, pero la in#ersa no siempre es cierta.

El comportamiento dielectrico, propio de los materiales que impiden el flujo de corriente electrica, que va mas all a de simplemente proporcionar aislamiento.

 Propiedades de los materiales

definición

Electricas

'pticas

-+-C"+

Magneticas

Termicas

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