1. Profesor:
José Raúl Ruiz Zavala
Materia:
Propiedad de los materiales
Carrera:
Ingeniería industrial
Alumno:
Daniel Heriberto Verdines Reta
UNIDAD 3

2. 3.1 PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y MAGNÉTICAS
3.1.1 conductividad en los cerámicos (conductores,
semiconductores, aislantes o dieléctricos.)
Antes de poder especificar la conductividad propia de los cerámicos es
importante poder especificar la propiedad dieléctrica que tienen estos. 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. Por ejemplo, las
líneas de alta tensión son generalmente sostenidas por torres de transmisión que
contienen discos de porcelana, los cuales son lo suficientemente aislante como
para resistir rayos y tienen la resistencia mecánica apropiada como para sostener
los cables.
No así una subcategoria 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.
Como información adicional, la constante dieléctrica es la propiedad que
describe el comportamiento de un dieléctrico en un campo eléctrico y permite
explicar, tanto el aumento de la capacidad de un condensador como el índice de
refracción de un material transparente. En tanto la constante se basa en una
relación con la permitividad del material y la del vacío, denominándose
permitividad relativa.
CONDUCTIVIDAD EN LOS CERÁMICOS: PROPIEDADES DIELÉCTRICAS 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 sub categoría del
comportamiento eléctrico aislante de los cerámicos la propiedad dieléctrica. Un
buen material dieléctrico esa que el 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

3. 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 teoría de superconductividad e materiales
metálicos y cerámicos.
En algunos metales aparece un efecto de superconductividad cuando son
enfriados a muy baja temperatura. Su resistencia desaparece por debajo de una
temperatura crítica que es específica para cada material. Ciertos metales;
especialmente aquellos que tienen bajas temperaturas de fusión y son
mecánicamente suaves y de fácil obtención en un alto grado de pureza y libres
de esfuerzos mecánicos internos o residuales, y así exhiben semejanzas en su
comportamiento en el estado superconductor. Estos materiales superconductores
reciben el nombre de superconductores Tipo I. En cambio, el comportamiento de
muchas aleaciones y de algunos de los metales impuros es complejo e individual,
particularmente con respecto a la forma cómo resultan afectados en el estado
superconductor en presencia
De un campo eléctrico o magnético. Estos superconductores se denominan
superconductores Tipo II.MATERIALES CERÁMICOS SUPERCONDUCTORESE existen
superconductores cerámicos los cuales son materiales comúnmente denominados
como pero vskitas. Las pero vskitas son óxidos metálicos que exhiben una razones
estequiometria de 3 átomos de oxigeno por cada 2 átomos de metal; son también
típicamente mezclas de muchos diferentes metales. Por ejemplo, un caso es el
superconductor Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7?
En el cual los metales presentes son el Itrio, Bario y Cobre. Las pero vskitas como
material cerámico, comparten muchas propiedades con otros cerámicos
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. Esta establece que cuando ciertos cristales son
llevados a temperaturas que tienden al cero absoluto, la resistividad eléctrica de
aquel material se vuelve nula, de esta manera la corriente puede fluir
libremente por el material (sin colisiones y en zigzag). Aun cuando no es factible
reducir la temperatura hasta el cero absoluto, ciertos materiales (por lo general
semiconductores e incluso materiales impuros) presentan tal comportamiento a
valores por encima de dicho valor.
3.1.3 Materiales cerámicos superconductores

4. Existen superconductores cerámicos los cuales son materiales comúnmente
denominados cómo pero vskitas. Las pero vskitas son óxidos metálicos que
exhiben una razón estequiometria de 3 átomos de oxigeno por cada 2 átomos de
metal; son también típicamente mezclas de muchos diferentes metales. Por
ejemplo, un caso es el superconductor Y1Ba2Cu3O7, en el cual los metales
presentes son el Itrio, Bario y Cobre. Las pero vskitas como material cerámico,
comparten muchas propiedades con otros cerámicos
POLARIZACIÓN Y PIEZOELECTRICIDAD:
METALES SEMICONDUCTORES Y CERÁMICOS
Es importante explicar que cuando uno aplica un campo magnético a un metal
semiconductor o un cerámico, se genera la formación y el movimiento de dipolos
contenidos en un material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que
tienen carga desequilibrada, no así en el caso a de la aplicación de un campo
eléctrico dichos dipolos se alinean causando una polarización. La polarización
ocurre cuando un lado de este átomo o molécula se hace ligeramente más
positivo o negativo que el lado opuesto, es decir, se crean dipolos debidos al
campo eléctrico. Existen cuatro mecanismos de polarización:
 Polarización electrónica: Consiste en la concentración de los electrones en
el lado del núcleo más cercano al extremo positivo del campo. Esto
produce una distorsión del arreglo electrónico, y así el átomo actúa como
un dipolo temporal inducido. Este efecto, que ocurre en todos los
materiales es pequeño y temporal.
 Polarización iónica: Los enlaces iónicos tienden a deformarse
elásticamente cuando se colocan en un campo eléctrico debido a las
fuerzas que actúan sobre los átomos a más de las de enlaces. En
consecuencia la carga se redistribuye dentro del material
microscópicamente. Los cationes y aniones se acercan o se alejan
dependiendo de la dirección de campo causando polarización y llegando a
modificar las dimensiones generales del material.
 Polarización molecular: Algunos materiales contienen dipolos naturales, de
modo que cuando se les aplica un campo giran, hasta alinearse con él. No
obstante, existen algunos materiales como es el caso del titanato de
bario, los dipolos se mantienen alineados a pesar de haberse eliminado la
influencia del campo externo.

5. Anteriormente, al enunciar la polarización iónica, se menciona la posibilidad de
que hubiera modificación de las dimensiones del material. Este efecto se conoce
como electrostricción, además de darse por cambios en la longitud de los enlaces
entre iones, puede ser resultado de la actuación de los átomos como partículas
en forma oval en vez de esférica o por distorsión debida a la orientación de los
dipolos permanentes de un material. Sin embargo, existen materiales que
muestran una propiedad adicional, tales que cuando se les impone un cambio
dimensional, ocurre polarización, lo que crea un voltaje o un campo. Los
materiales que presentan este comportamiento son piezoeléctricos. Cuando se
encuentran entre capas del material conductor, los materiales dieléctricos que
se polarizan son capaces de almacenar cargas, esta propiedad se describe
mediante dos constantes: constante dieléctrica (relación de la permisividad del
material con la permisividad en el vacío) y la resistencia dieléctrica (campo
dieléctrico máximo que puede mantener un material entre conductores).
La presencia de polarización en un material después de que se retira el campo
eléctrico se puede explicar en función de una alineación residual de dipolos
permanentes. Esto sucede al tomar un cristal cuyos dipolos se encuentran
orientados de forma aleatoria, de forma que no hay polarización neta; al aplicar
un campo, los dipolos comienzan a alinearse con dicho campo. Para finalizar, el
campo alinea todos los dipolos y se obtiene la polarización máxima o de
saturación; cuando posteriormente se retira el campo, queda una polarización
remanente, debida al acoplamiento de dipolos y el material ha quedado
permanentemente polarizado. En el caso de los materiales metálicos férricos,
que retienen una polarización neta, una vez retirado el campo se conocen como
ferroeléctricos.
3.1.4 materiales magnéticos.
Materiales Magnéticos Existen unos cuantos materiales que son magnéticos de
forma natural, o que tienen el potencial de convertirse en imanes. Algunos de
estos materiales son:
Hierro
Hematita
magnetita
gases ionizados, (como el material del que están hechas las estrellas )
Se puede hacer un imán para atraer objetos que contengan material magnético,
como el hierro, aunque este no esté magnetizado. Pero no se puede hacer un

6. imán para atraer materiales plásticos, de algodón o de cualquier otro material,
como roca de silicato, pues estos no son materiales magnéticos.
El que un material contenga hierro, o cualquier otro material magnético, no
significa que sea un imán. Para que un material magnético se pueda convertir en
un imán ha de tener condiciones especiales. Esto se debe a que un imán es un
objeto de donde emana la fuerza del magnetismo.
En algunos materiales, a los que llamaremos materiales magnéticos, se observa
que sus átomos o iones se comportan como si fuesen pequeños imanes que
interactúan entre sí. En estos casos se dice que los átomos tienen un momento
magnético diferente de cero, el cual se caracteriza por su magnitud y la
dirección en la que está orientado. En lo sucesivo, a estos pequeños imanes los
denominaremos espines magnéticos o simplemente espines.
Pero no todos estos materiales se comportan de la misma manera, debido a que
sus propiedades magnéticas dependen de dos factores. Éstos son: la magnitud de
sus espines individuales, y la orientación relativa de éstos: Si los espines no
tuviesen ninguna interacción, ya sea entre ellos o con sus alrededores, entonces
cada uno de ellos podría apuntar en cualquier dirección, puesto que no tendría
preferencia alguna. Sin embargo, éste no es en general el caso: la orientación
que tomará cada uno de ellos dependerá del balance de varios factores que
pueden resumirse en factores internos y externos.
3.1.5 propiedades magnéticas microscópicas.
Cuando el electrón gira alrededor del núcleo, se convierte en una carga eléctrica
en movimiento, por lo que se genera un momento magnético. El momento
magnético neto de un átomo es la suma de los momentos magnéticos generados
por los electrones. Si incluyen los momentos orbítales, de rotación, y el hecho de
que los momentos pueden cancelarse.
En los átomos donde el nivel de energía de los electrones está completamente
llenos, todos los momentos se cancelan. Estos materiales no puedes ser
magnetizado permanentemente (Gases inertes y algunos materiales iónicos).
De acuerdo a sus propiedades magnéticas y cuando los materiales se someten a
un campo magnético, estos se pueden clasificar en:
Diamagnéticos:
Los materiales diamagnéticos son `débilmente repelidos' por las zonas de campo
magnético elevado. Cuando se someten a un campo, los dipolos se orientan
produciendo campos magnéticos negativos, contrarios al campo aplicado. Los
valores de susceptibilidad de estos materiales es pequeña y negativa y su
permeabilidad próxima a la unidad. También estos materiales son una forma muy

7. débil de magnetismo, la cual es no permanente y persiste no solamente cuando
se aplica un campo externo.
Paramagnéticos:
Los materiales paramagnéticos son débilmente atraído por las zonas de campo
magnético intenso. Se observa frecuentemente en gases. Este efecto desaparece
al dejar de aplicar el campo magnético. Es decir que el paramagnetismo se
produce cuando las moléculas de una sustancia tienen un momento magnético
permanente. El campo magnético externo produce un momento que tiende a
alinear los dipolos magnéticos en la dirección del campo. La agitación térmica
aumenta con la temperatura y tiende a compensar el alineamiento del campo
magnético. En las sustancias paramagnéticas la susceptibilidad magnética es muy
pequeña comparada con la unidad.
Ferro magnéticos:
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. Como se ha indicado, los materiales ferromagnéticos afectan
drásticamente las características de los sistemas en los que se los usa. Los
materiales ferromagnéticos no son `lineales'.
3.1.6 materiales magnéticos
Blandos.
Los materiales magnéticos blandos son fácilmente magnetizables y des magnetizables.
El uso de estos materiales está centrado en núcleos para transformadores, motores,
generadores, equipos de comunicación de alta sensibilidad, etc.
Tal como se indicó anteriormente, los materiales magnéticos blandos se emplean
en máquinas eléctricas y dispositivos que requieren una fácil magnetización y des
magnetización.
Independientemente del tipo de dispositivo dónde se emplean, los materiales
magnéticos blandos constituyen siempre los núcleos situados en el interior de un
bobinado, lo que permite incrementar el valor de la inducción creado por la
bobina, según la expresión ya conocida: B = m·H = m0·(H + M)
Para conseguir altos valores de B será por tanto necesario que el material
presente:
a) Alta inducción de saturación Bs

8. b) Alta permeabilidad
Si el material debe además magnetizarse y desmagnetizarse con rapidez, como
ocurre en aplicaciones con corriente alterna, será además conveniente que
presente:
c) Baja fuerza coercitiva Hc
d) Baja energía de histéresis Wh.
Piense que la energía eléctrica alterna de potencia se distribuye a una frecuencia
de 50-60 Hz, lo que implica recorrer 50-60 veces/segundo el ciclo de histéresis.
Cada ciclo provoca una pérdida de energía igual al área encerrada por la curva.
Resulta por tanto, fundamental, el empleo de materiales con curvas de histéresis
lo más estrechas posible.
Además de las ya citadas, será conveniente que el material presente otra serie
de características, entre las que podemos citar:
 Alta temperatura de Curie, de forma que se garantice el
comportamiento ferromagnético en un amplio campo de
temperaturas de trabajo.
 Propiedades mecánicas adecuadas: resistencia mecánica, tenacidad,
ductilidad en frío para poder conformarse en chapas por laminación.
 Bajo coste y disponibilidad en el mercado.
3.1.7 Materiales magnéticos duros .
Al contrario que los materiales magnéticos blandos, en un material magnético
duro es deseable una alta inducción residual Br cuando se elimina el campo
aplicado, y una alta fuerza coercitiva Hc o resistencia a la desmagnetización, de
forma que, una vez imantado, se convierta en imán permanente, capaz de
proporcionar un campo magnético al exterior sin necesidad de que existan
bobinados y paso de corriente.
No obstante, y dado que los imanes permanentes se utilizan
fundamentalmente para generar campo magnético, la característica que mejor
define la calidad de un imán permanente es precisamente la energía que es

9. capaz de proporcionar al exterior. Esta energía se mide por el mayor valor del
producto B·H durante la desmagnetización del imán, es decir, por el mayor valor
B·H del segundo cuadrante de la curva de histéresis.
En el S.I. la energía BHmax se mide en kJ/m3
, idénticas unidades a la energía
encerrada en el ciclo de histéresis. Utilizaremos básicamente este indicador para
comparar las características de los imanes permanentes.
3.2 PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS
MATYERIALES.
3.2.1 Dilatación térmica :
Cuando la temperatura de un cristal varia, se produce un cambio en sus
dimensiones (dilata o contrae), y a menudo deforma, que se conoce como
dilatación térmica. Cuando se recupera la temperatura inicial, se recuperan las
dimensiones y la forma, y por tanto, el fenómeno es eversible.
Un incremento de temperatura implica, normalmente, un aumento de las
distancias interatómicas (y por tanto, una dilatación) debido al incremento de
la vibración térmica de cada uno de los átomos. Si imaginamos un sistema
sencillo formado por dos átomos enlazados, a 0ºK el sistema es estático, no hay
vibración térmica y los centros de los átomos se encuentran a una distancia
determinada d0.
Al aumentar la temperatura, los átomos vibran alrededor de posiciones de
equilibrio, y por tanto, la distancia promedio entre los dos centros (d1) es mayor
y el sistema dilata. En la figura, para simplificación se ha representado una
vibración esférica alrededor del centro, por bien que en realidad no tiene esta
forma). Intuitivamente, es fácil imaginar que a mayor temperatura, más amplia
es la vibración, y más grande la distancia entre los átomos, con el límite de
estabilidad del sistema (transformación o fusión, en el caso de los cristales). En
los cristales, la situación es más compleja porqué el sistema es tridimensional,
con enlaces de diferentes energías, y existen interacciones entre los átomos, y
por tanto, el aumento de temperatura no siempre implica un aumento de las
distancias, si no que, a veces, hay contracción. Hasta en cristales formados por
una solo tipo de átomos, a menudo los enlaces en diversas direcciones son
diferentes (este es el caso del grafito o de los polimorfos del azufre, por
ejemplo), y por tanto, es de esperar comportamientos diferentes en las

10. diferentes direcciones. Esto lleva a suponer que el fenómeno puede ser,
frecuentemente, anisotrópico. Siendo la dilatación térmica anisotrópica, las
diferentes variaciones de dimensiones en las diversas direcciones puede causar la
deformación de los poliedros de coordinación y la variación de las dimensiones de
la celda fundamental. De hecho, estas variaciones son del orden de 10- 5A/ºC.
3.2.2 calor específico:
El calor específico es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa
para elevar la temperatura un grado Celsio. La relación entre calor y cambio de
temperatura, se expresa normalmente en la forma que se muestra abajo, donde
c es el calor específico. Esta fórmula no se aplica si se produce un cambio de
fase, porque el calor añadido o sustraido durante el cambio de fase no cambia la
temperatura.
El calor específico del agua es 1 caloría/gramo °C = 4,186 julios/gramo °C que es
mas alto que el de cualquier otra sustancia común. Por ello, el agua desempeña
un papel muy importante en la regulación de la temperatura. El calor específico
por gramo de agua es mucho mas alto que el de un metal, como se describe en el
ejemplo agua-metal. En la mayoría de los casos es mas significativo comparar los
calores específicos molares de las sustancias.
De acuerdo con la ley de Dulong y Petit, el calor específico molar de la mayor
parte de los sólidos, a temperatura ambiente y por encima, es casi constante. A
mas baja temperatura, los calores específicos caen a medida que los procesos
cuánticos se hacen significativos. El comportamiento a baja temperatura se
describe por el modelo Einstein-Debye para el calor específico.
2.2.3 temperatura de fusión
La Temperatura de fusión se define como la temperatura a la que se produce la
transición de fase del estado sólido al líquido a presión atmosférica normal; esta
temperatura corresponde idealmente a la temperatura de congelación. Dado que
la transición de fase de numerosas sustancias se extiende en una amplia gama de
temperaturas, ésta se designa muchas veces con el nombre de intervalo de
fusión.
Conversión de las unidades (K a °C)
t = T - 273,15
t = temperatura Celsius, grado Celsius (°C)

11. T = temperatura termodinámica, Kelvin (K)
En general, la energía se define como la capacidad para realizar un trabajo.
Todas las formas de energía son capaces de efectuar un trabajo, pero no todas
tienen la misma importancia a nivel químico. Entre las diferentes formas de
energía están: la energía cinética, la energía potencial, la energía radiante, la
energía térmica y la energía química.
El calor es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que están a
diferente temperatura. A su vez, la temperatura es una cantidad que determina
la dirección en la que fluye de manera espontánea el calor. Éste siempre fluirá
de un cuerpo de mayor temperatura a otro con menor temperatura.
Por lo general, la temperatura se mide con un termómetro que consiste de un
tubo capilar conectado en un extremo a un bulbo de paredes delgadas el cual
está lleno con un cierto líquido (comúnmente mercurio). A medida que la
temperatura del bulbo se eleva, el líquido se expande y sube por el capilar. La
altura que alcanza el líquido en el capilar depende proporcionalmente de la
temperatura.
Para poner las marcas de la escala de un termómetro se escogen como referencia
dos temperaturas. La altura de la columna de mercurio se marca después de que
el termómetro está a cada una de las temperaturas de referencia. Luego, se
divide la distancia entre el par de marcas en un cierto número de unidades
o grados, dependiendo de la escala usada.
Las temperaturas de referencia que se emplean para fijar las escalas de
temperatura más comunes son las del punto de congelación y de ebullición del
agua. Éstas se escogen por razones prácticas: para todo líquido puro (como el
agua) sólo hay una temperatura característica a la cual pueden coexistir, en
equilibrio, el líquido y el sólido. Dicha temperatura se conoce como punto de
congelación o punto de fusión. También, cada líquido tiene un punto de
ebullición característico, del cual se tratará en la próxima práctica de
laboratorio.
3.2.4 medidas de dilatación:
En la figura se ilustra el aparato que se utiliza para determinar la dilatación
lineal. En esencia consiste en calentar una barra de longitud conocida hasta una
temperatura determinada y medir cuánto se ha dilatado. La dilatación superficial
será el doble de la lineal y la dilatación en volumen el triple de ésta. La razón es
muy sencilla: si el cuerpo tiene longitud uno, y llamamos a la dilatación “d", la
longitud dilatada será l + d; la superficie una vez dilatada será 1 + 2d + d²,
pero d² es tan pequeño que no se tiene en cuenta; y lo mismo ocurrirá para el

12. volumen, cuya fórmula es l+3d+3d²+d3
, puesto que los dos últimos términos son
tan pequeños que tampoco se los tiene.
Conviene recordar esta eliminación de cantidades inapreciables para muchas
otras aplicaciones, como el cálculo de errores.
La dilatación térmica puede aprovecharse. El aluminio, por ejemplo, se dilata
dos veces más que el hierro. Si soldamos en una barra dos tiras paralelas de estos
metales y la calentamos, la mayor dilatación del aluminio hará que la barra se
doble hacia un lado; y si la enfriamos ocurrirá exactamente al contrario.
Habremos fabricado así un termómetro que puede señalarnos las temperaturas y,
en ciertos casos, un termostato, como muestra la ilustración.
La dilatación tiene aplicaciones industriales. El cilindro debe ajustar
perfectamente en su camisa. Para colocarlo se lo enfría en oxígeno líquido; se lo
coloca mientras está contraído, y al dilatarse y recuperar la temperatura
ambiente queda firmemente sujeto en su lugar.
Existen así muchos disyuntores, que cortan la corriente eléctrica, o aparatos que
desencadenan algún otro proceso, cuando la temperatura llega a un punto
crítico.
3.3 PROPIEDADES QUÍMICAS
3.3.1 punto de fusión:
El punto de fusión se determina en un equipo denominado Thiele o en un bloque
de fusión. La sustancia se introduce en un tubo capilar y se coloca en el equipo
de medida . Se calienta lentamente y se observa el momento en que cambia de
estado . La temperatura a la que ocurre la transición es la temperatura de
fusión.
La sustancia se introduce en el tubo capilar ayudándose con una espátula y
dejándolo caer a través de una varilla de vidrio de unos 60 cm de longitud
apoyada sobre un vidrio de reloj . El golpe que recibe el capilar al chocar con el
vídrio de reloj, facilita el llenado del mismo. El choque es elástico y no se rompe
el capilar debido a su ligereza.

13. Se introduce el termómetro junto con el capilar en el Thiele sujetándolo en la
muesca de un corcho que se coloca en la boca de aquél. En el Thiele hay un
aceite de elevado punto de ebullición que suele ser glicerina o aceite de silicona
para poder elevar la temperatura sin riesgo de evaporación. Se calienta el aceite
mediante un mechero Bunsen por la parte posterior del Thiele. Se calienta el
aceite homogéneamente mediante las corrientes de convección que se originan.
Cuando ocurre el cambio de estado se observa en el interior del tubo capilar un
desmoronamiento de la estructura del sólido, acompañado de la formación de un
líquido transparente. En ese momento se anota la Temperatura que marca el
termómetro.
Actualmente se han diseñado unos bloques de fusión que sustituyen al Thiele en
la determinación de puntos de fusión. Consta de un bloque metálico con un
orificio en la parte superior por donde se sitúa el tubo capilar con la sustancia
desconocida y el termómetro. El calentamiento del bloque se realiza mediante
resistencias eléctricas y a través de una lente externa- bien iluminada - se
observa el cambio de estado de la sustancia en el interior del bloque.
Si la sustancia está pura, el punto de fusión se observa en un intervalo pequeño
de temperatura (aproximadamente 2ºC). De ser mayor, indica la presencia de
impurezas por lo que el compuesto debe recristalizarse.
3.3.2 conformación :
Los alcanos son compuestos formados solo por átomos de carbono e hidrógeno,
no presentan funcionalización alguna, es decir, sin la presencia de grupos
funcionales como el carbonilo (-CO), carboxilo (-COOH), amida (-CON=), etc. La
relación C/H es de CnH2n+2 siendo n el número de átomos de carbono de
la molécula, (como se verá después esto es válido para alcanos de cadena lineal
y cadena ramificada pero no para alcanos cíclicos). Esto hace que su reactividad
sea muy reducida en comparación con otros compuestos orgánicos, y es la causa
de su nombre no sistemático: parafinas (del latín, poca afinidad). Todos los
enlaces dentro de las moléculas de alcano son de tipo simple o sigma, es
decir, covalentes por compartición de un par de electrones en un orbital s, por lo
cual la estructura de un alcano sería de la forma:
La fórmula estructural y los ángulos de enlace no suelen ser suficientes para
describir la geometría de una molécula. Hay un grado de libertadpara cada
enlace carbono – carbono: el ángulo de torsión entre los átomos o grupos unidos

14. a los átomos a cada extremo de un enlace. El arreglo espacial descrito por los
ángulos de torsión de la molécula se conoce como su conformación.
Modelos de bolas y palitos de los dos rotámeros del etano.
El etano constituye el caso más simple para el estudio de las conformaciones de
los alcanos, dado que solo hay un enlace C – C. Si se ve a lo largo del enlace C –
C, se tendrá la denominada proyección de Newman. Los átomos de hidrógeno
tanto en el átomo carbono anterior como en el átomo de carbono posterior
tienen un ángulo de 120° entre ellos, resultante de la proyección de la base del
tetraedro en una superficie plana. Sin embargo, el ángulo de torsión entre un
átomo de hidrógeno dado del carbono anterior y un átomo de hidrógeno dado del
carbono posterior puede variar libremente entre 0° y 360°. Esto es una
consecuencia de la rotación libre alrededor del enlace carbono – carbono. A
pesar de esta aparente libertad, solo hay dos conformaciones limitantes
importantes: conformación eclipsada y conformación alternada.
Las dos conformaciones, también conocidas como rotámeros, difieren en energía:
la conformación alternada es 12,6 kJ/mol menor en energía (por tanto, más
estable) que la conformación eclipsada (menos estable). La diferencia en energía
entre las dos conformaciones, conocida como la energía torsional es baja
comparada con la energía térmica de una molécula de etano a temperatura
ambiente. Hay rotación constante alrededor del enlace C-C. El tiempo tomado
para que una molécula de etano pase de la conformación alternada a la
siguiente, equivalente a la rotación de un grupo CH3 en 120° relativo a otro, es
del orden de 10−11
segundos.
3.3.3 solidificación de materiales:
La solidificación de un metal o aleación metálica en estado líquido ocurre por
formación y crecimiento de núcleos. La disminución de energía causada por el
enfriamiento produce una aglomeración espontánea de partículas, permitiendo la
formación de un núcleo. A medida que la temperatura disminuye, los núcleos
crecen, dando origen a los granos que constituirán la estructura del metal sólido.
Solidificación de Metales puros
Los metales puros, a diferencia de las aleaciones metálicas, poseen una
temperatura de fusión bien definida, por lo que, al ser enfriados en equilibrio,
toda la masa metálica solidifica a una misma temperatura, . Esta
temperatura se mantiene constante durante el cambio de fase y es seguida de un
enfriamiento en estado sólido. Los metales, sin embargo, normalmente son
enfriados bajo condiciones de no equilibrio. En estas condiciones, los núcleos

15. sólidos comenzarán a formarse a una temperatura menor que , requiriendo
entonces de un sub-enfriamiento.
Solidificación de Aleaciones
Las aleaciones metálicas, al estar constituidas por más de un elemento,
solidifican en un rango de temperaturas y no a temperatura constante, como los
metales puros. Este rango de temperaturas comienza con la temperatura y
termina con la temperatura del diagrama de fase de la aleación, para una
composición de aleación dada.
La forma de los bordes de grano en la solidificación de aleaciones generalmente
es dendrítica, como muestra la figura 4. Esto ocurre porque el gradiente térmico
es negativo, es decir, que la temperatura del líquido aledaño a la interfase es
menor que la del sólido formado. La negatividad del gradiente térmico se debe a
que el líquido frente a la interfase se enriquece de soluto debido a una re-
eyección por parte del sólido; de esta forma, el líquido baja su temperatura y se
obtiene un crecimiento dendrítico. La figura 4 ilustra una estructura típica de
crecimiento dendrítico.
3.3.4 conservación de masa:
La ecuación de conservación de la masa representa una previsión de la adición y
sustracción de masa de una región concreta de un fluido. Pensemos en un
volumen fijo e indeformable de un fluido, V, llamado volumen de control (cv),
que tiene un límite de superficie definido, llamado superficie de control (cs).
Para que se cumpla la conservación de la masa, la tasa de intercambio de masa
por unidad de tiempo dentro del volumen de control tiene que ser igual a la
velocidad la que la masa penetra en el volumen de control más la velocidad a la
que éste gana o pierde masa debido a fuentes y sumideros. A continuación se
describe una expresión matemática de esta ley.
Dentro del volumen de control existe una distribución de algunas especies, que
viene definida por el campo de concentración (concentration field, )C (x,y,z). La
masa total dentro de dicho volumen es:
(1) M puede variar a lo largo del tiempo debido a fuentes y sumideros localizados
en el interior del volumen, o a flujos de masa que atraviesen sus límites. En un
sistema de fluidos existen dos tipos de flujo másico: advección y difusión. El
flujo neto de masa que sale del volumen de control viene dado por la integral:

16. (2) Aquí, V u = ( ,v,w ) es el vector de velocidad y n es la normal que apunta
hacia afuera para el segmento de superficie dA. V representa la componente de
velocidad perpendicular al segmento de área dA. Definir a ⋅nn ) contribuye p n )
contribuye negativamente. El flujo neto saliente del volumen de control debido
a la difusión se define mediante la ley de Fick.
(3)n como la normal en dirección hacia afuera convierte a (2) en el flujo neto de
V. Es decir, el flujo saliente de V (en la misma dirección que ositivamente a la
integral, y el flujo entrante en V (opuesto a Nótese que los gradientes de
concentración se definen respecto del eje n , es decir son siempre
perpendiculares a la superficie y en posición hacia afuera. Designar a Dn como el
coeficiente de difusión a lo largo del eje n permite la anisotropía en D. Para la
difusión molecular y/o la turbulencia isotrópica, D no es una función de dirección
y el subíndice se puede eliminar. La expresión matemática definitiva de
conservación de la masa combina (1), (2) y (3).
3.4 PROPIEDADES MECÁNICAS
3.4.1 Dureza, resistencia, tenacidad, fragilidad.
Elasticidad, plasticidad, maleabilidad, ductibilidad.
Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a los efectos frente a
determinadas acciones mecánicas exteriores, como fuerzas o desplazamientos.
Las principales son: cohesión, dureza, elasticidad, plasticidad, ductilidad,
maleabilidad, tenacidad, fragilidad, fatiga y resiliencia.
Dureza
Es la resistencia que opone un cuerpo de recobrar su forma primitiva cuando cesa
la causa que lo deforma. Los materiales poseen un límite de elasticidad, a partir
del cual las deformaciones producidas son permanentes.
Plasticidad
Es la capacidad que tienen algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones
permanentes sin llegar a la rotura.
Ductilidad

17. Es la capacidad que poseen ciertos materiales de poder deformarse plásticamente
y extenderse en forma de hilos cuando son sometidos a esfuerzos de tracción.
Los materiales dúctiles más típicos son el cobre, el aluminio, el oro y el volframio.
Maleabilidad
Es la capacidad de algunos materiales de poder deformarse plásticamente y
extenderse en forma de láminas cuando son sometidas a esfuerzos de
compresión.
Tenacidad
Es la capacidad de absorber energía frente a esfuerzos bruscos exteriores antes
de romperse o deformarse. Un material es tenaz cuando resulta ser elástico y
plástico a la vez.
Fragilidad
Es la cualidad contraria a la tenacidad.
El diamante y el vidrio ordinario son materiales frágiles.
Fatiga
Es la resistencia a la rotura por un esfuerzo de magnitud o sentido variables.
Resiliencia
Es la capacidad de un material de absorber energía en la zona elástica al
someterlo a un esfuerzo de rotura.
3.4.2 propiedades mecánicas de los polímeros:
Las propiedades mecánicas de los materiales polímeros son una consecuencia
directa de su composición así como de la estructura molecular tanto a nivel
molecular como supermolecular. Actualmente las propiedades mecánicas de
interés son las de los materiales polímeros y estas han de ser mejoradas
mediante la modificación de la composición o morfología para por ejemplo,
cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado
de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.
Normalmente el incentivo de estudios sobre las propiedades mecánicas es
generalmente debido a la necesidad de correlacionar la respuesta de diferentes
materiales bajo un rango de condiciones con objeto de predecir el desempeño de
estos polímeros en aplicaciones prácticas. Durante mucho tiempo los ensayos han
sido realizados para comprender el comportamiento mecánico de los materiales

18. plásticos a través de la deformación de la red de polímeros reticulados y cadenas
moleculares enredadas, pero los esfuerzos para describir la deformación de otros
polímeros sólidos en términos de procesos operando a escala molecular son mas
recientes. Por lo tanto se considerarán los diferentes tipos de respuesta
mostrados por los polímeros sólidos a diferentes niveles de tensión aplicados;
elasticidad, viscoelasticidad, flujo plástico y fractura.
En elasticidad elástica, los esfuerzos son largos y son asumidos para ocurrir
instantáneamente con la adición o traslado de tensión. El mecanismo físico es de
desenrollamiento de cadena que ocurre como consecuencia de una rotación
sobre los lazos de la cadena principal. La rotación sin estorbo ocurre solo encima
de una adecuada elevada temperatura, la temperatura de transición
cristaloplástica(Tg), cuyo valor depende de la detallada forma molecular del
polímero. En la mayoría de los casos, el valor de Tg puede ser relacionado con un
modelo de volumen libre en el cual la fracción de todo el volumen macroscópico
no ocupado por el volumen de cadenas moleculares individuales es considerado.
En contraste, los materiales viscoelásticos, muestran, regularmente a pequeños
esfuerzos, un componente retardado de esfuerzo tanto en la carga como en la
descarga. La aplicación de un esfuerzo constante conduce al correspondiente
proceso de relajación de tensión. Para muchos pequeños esfuerzos, ambos los
componentes, instantáneo y de retardo, del esfuerzo son proporcionales al
esfuerzo aplicado. El comportamiento entonces se denomina como viscoelástico
lineal, una aproximación que será más válida para los polímeros no cristalinos por
encima de la temperatura Tg. La viscoelasticidad lineal puede ser simulada por
modelos matemáticos de resortes que pueden ser utilizados para definir los
tiempos de relajación y retardo que caracterizan la escala de tiempo de la
respuesta de retardo. Estos simples modelos no pueden ser relacionados
directamente con procesos, tal como el enredo de cadena, responsable de la
respuesta de retardo; modelos que tienen un gran realismo físico, deben ser
entonces considerados aparte.
La pequeña amplitud oscilatoria de comportamiento de polímeros viscoelásticos
lineales como función de la temperatura está caracterizada por series de energía
local máxima de disipación observada como un incremento en el ángulo fase
entre tensión y esfuerzo. El estudio de estas transiciones de relajación,
particularmente en polímeros semicristal nos, ofrece una reveladora idea en el
comportamiento físico a nivel molecular.
Desafortunadamente, a esfuerzos normales y a largo tiempo, el comportamiento
viscoelástico es raramente lineal, y un método general para el tratamiento de la
viscoelasticidad no lineal no ha sido todavía desarrollado. Los ingenieros deben

19. encontrar un método adecuado para derivar las relaciones empíricas desde series
de simples tests a diferentes tensiones o esfuerzos, pero tales relaciones no
tienen significado físico. El establecimiento de programas del paso de carga
pueden indicar la relación entre el esfuerzo y la función de la tensión, pero la
función de tensión es encontrada para ser dependiente de condiciones
experimentales y en pequeños cambios a nivel molecular en el polímero con el
cual se ensaya. Otra aproximación que ha conducido al conocimiento físico de
relajación de deslizamiento y esfuerzo es la consideración de procesos de
activación térmica.
Muchos polímeros de importancia comercial e interés científico, son aniso
trópicos, habiendo sido orientados doblemente, un tramo simple a lo largo de
una dirección (orientación fibrilar) o a lo largo de las tres direcciones axiales,
para dar una analogía policristalina de cristal de textura simple. Las medidas de
pequeños esfuerzos elásticos y de visco elasticidad lineal en materiales
preorientados han sido interpretadas principalmente en términos de dos
contrastados modelos: el primero busca como la anisotropía se origina a través
de un agregado de unidades preexistentes, mientras el segundo considera un
polímero semicristali no como un compuesto de cristales enlazados y regiones
amorfas.
3.4.3 propiedades mecánicas de los cerámicos:
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se
fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que
tienden a ser materiales porosos. Los poros y otras imperfecciones microscópicas
actúan como entallas o concentradores de esfuerzo, reduciendo la resistencia a
los esfuerzos mencionados.
El módulo de elasticidad alcanza valores bastante altos del orden de 311 GPA en
el caso del Carburo de Titanio (TiC). El valor del módulo de elasticidad depende
de la temperatura, disminuyendo de forma no lineal al aumentar ésta. Muchos
materiales, cuando prestan servicio, están sometidos a fuerzas o cargas,
ejemplos de ello son las aleaciones de aluminio con las cuales se construyen las
alas de los aviones, el acero de los ejes de los automóviles o las vigas y pilares de
los edificios. En tales situaciones es necesario conocer las características del
material y diseñar la pieza de tal manera que cualquier deformación resultante
no sea excesiva y no se produzca la rotura. El comportamiento mecánico o las
propiedades mecánicas de un material reflejan la relación entre la fuerza
aplicada y la respuesta del material (o sea, su deformación). Algunas de las
propiedades mecánicas más importantes son la resistencia, la dureza, la

20. ductilidad, la tenacidad y la rigidez. Tales propiedades determinan sus
limitaciones para aplicaciones estructurales donde se requiere que el material
soporte cargas.
La respuesta de los materiales a las fuerzas aplicadas depende de:
1.- Tipo de enlace.
2.- Disposición estructural de los átomos o moléculas.
3.-Tipo y número de imperfecciones, que están siempre presentes en los sólidos,
excepto en raras circunstancias.
Así, fijada la solicitación exterior es evidente que la deformación que se origina
y, en consecuencia, la tensión creada en el sólido dependen de las fuerzas de
atracción molecular, es decir, de la estructura cristalina del material. A pesar
de la considerable complejidad de los materiales ingenieriles todos los
materiales sometidos a cargas se pueden clasificar en tres grupos principales de
acuerdo con el mecanismo que ocurre durante su deformación bajo las fuerzas
aplicadas
(I).- MATERIALES ELASTICOS (Por ejemplo, los cristales iónicos y covalentes).
(II).- MATERIALES ELASTOPLASTICOS (Por ejemplo, los metales estructurales).
(III).- MATERIALES VISCOELASTICOS (Por ejemplo, los plásticos, los vidrios).
A su vez los tipos básicos de deformación de los materiales como respuesta a las
fuerzas aplicadas son tres
1.- ELASTICO.
2.- PLASTICO.
3.- VISCOSO
Para los materiales elásticos, cuando las tensiones no superan el límite de
fluencia, la deformación resulta
Independiente del tiempo, pero si lo sobrepasan, a la deformación elástica se
añade una fluencia plástica («yielding») creciente con el tiempo.
Recupera totalmente: la probeta adquiere las dimensiones originales. Este
comportamiento puede verse en la figura 1.2.b en la que se representa la
deformación frente al tiempo correspondiente a la curva carga instantánea
tiempo, mostrada en la figura 1.2.a. Por el contrario, para el comportamiento

21. totalmente viscoso, la deformación no es instantánea. Es decir, la deformación,
como respuesta a un esfuerzo aplicado, depende del tiempo. Además, esta
deformación no es reversible y no se recupera nada después de eliminar el
esfuerzo. Este fenómeno se ilustra en la figura 1.2.d. 2 En un comportamiento
viscoelástico intermedio, la aplicación de un esfuerzo (Figura 1.2.a) origina una
deformación instantánea seguida de una deformación viscosa dependiente del
tiempo y una deformación elástica retardada en el tiempo (anelasticidad). Este
comportamiento se muestra en la figura 1.2.c. Los materiales viscoelásticos
fluyen ya a tensiones muy reducidas, según se representa en el diagrama
deformación-tiempo de la figura 1.1.b, superponiéndose desde el principio las
deformaciones elásticas con las viscosas («creep»).
Actividades
Actividad 1.- Resumen de la adquisición de
las propiedades:
PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LOS MATERIALES
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 haya puros, con
impurezas se disminuye la conductividad, pero se aumenta el carácter de

22. superconductor a temperaturas bajas (menores a la crítica). En el día a día se
aplica más en funciones de conducción eléctrica y en cableados.
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:
 Materiales Magnéticos blandos: Aquellos que se pueden desmagnetizar.
 Materiales 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.

23. 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 ferromagnéticos 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.
PROPIEDADES TÉRMICAS DE LOS MATERIALES
Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades térmicas
determinan el comportamiento de los materiales frente al calor.
 Conductividad térmica: es la propiedad de los materiales de transmitir el
calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un
material puede ser buen conductor térmico o malo.
 Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse (pasar de líquido
a solido o viceversa).

24.  Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo
o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad
suelen tener buena soldabilidad.
 Dilatación: es el aumento de tamaño que experimenta un material cuando
se eleva su temperatura. Las juntas de dilatación (separación) se hacen
para que al aumentar de volumen por el calor el material pueda alargarse
sin curvarse.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS MATERIALES
Uno de los factores que limitan de forma notable la vida de un material es la
alteración química que puede experimentar en procesos de oxidación o
corrosión. Por ello, resulta imprescindible conocer las propiedades químicas de
los materiales para así poder determinar su mayor o menor tendencia a sufrir
procesos de este tipo.
 Oxidación: Cuando un material se combina con el oxígeno,
transformándose en óxidos más o menos complejos, se dice que
experimenta una reacción de oxidación. De una forma esquemática, se
puede representar el proceso de oxidación de la siguiente manera:
Cuando un material se encuentra situado en una atmósfera oxidante, su
superficie se oxida más o menos rápidamente; el óxido que se forma se deposita
en la parte exterior del material recubriéndolo por completo. Para que el
proceso de oxidación continúe en esa situación, el material o el oxígeno deben
atravesar, por Propiedades de los materiales: difusión, la capa de óxido, que se
comporta oponiéndose tanto al movimiento de los átomos de oxígeno como a los
del material. Existen capas de óxidos que presentan mayor oposición a este
movimiento que otras.
Para aumentar su resistencia a la oxidación, el acero dulce se alea con otro
material (por ejemplo, con cromo, aluminio o silicio) que tenga una energía de
oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que la suya.
En ese caso, el material añadido se oxida primero debido a su mayor energía de
oxidación; pero al formarse una capa de óxido el proceso de oxidación se frena,
transcurriendo a partir de entonces a una velocidad muy lenta. A este respecto,
el mejor aditivo es el cromo, pues, pese a tener una energía menor y una
velocidad de oxidación mayor que el aluminio o el silicio, en la aleación influye
la facilidad con la que los átomos de estos elementos se mezclan con el hierro.

25. Cuanto mayor sea la temperatura a la que se encuentra sometido un material,
mayor será la velocidad a la que se produce su oxidación, pues un aumento de
temperatura activa el proceso de difusión de los átomos del material y del
oxígeno en la capa de óxido. Un aumento en la presión del oxígeno existente en
el exterior se comporta de manera similar.
Los aceros dulces (aleaciones de hierro con bajo contenido en carbono) son
materiales baratos, resistentes mecánicamente y fáciles de conformar; sin
embargo, se oxidan rápidamente.
A la vista de estas energías, se podría pensar que una sustancia se oxidaría tanto
más rápidamente cuanto mayor fuese la energía liberada en el proceso; sin
embargo, esto no sucede así en la realidad.
 Corrosión: Cuando la oxidación de un material concreto se produce en un
ambiente húmedo o en presencia de otras sustancias agresivas, se
denomina corrosión. Ésta es mucho más peligrosa para la vida de los
materiales que la oxidación simple, pues en un medio húmedo la capa de
óxido no se deposita sobre el material, sino que se disuelve y acaba por
desprenderse.
La corrosión no se verifica de una manera uniforme, sino que existen
determinados puntos del material donde el ataque es mayor. Esto da lugar a la
formación de importantes fisuras, que pueden llegar a producir una rotura por
fatiga o una fractura frágil del material, si éste se encuentra soportando una
tensión de forma cíclica (cambiando de sentido o de intensidad periódicamente)
o bien a baja temperatura.

26. Actividad 2
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

27. CONDUCTIVIDAD MAGNETICA
CONDUCTIVIDAD MAGNETICA
CONDUCTIVIDAD TERMICA

28. CONDUCTIVIDAD TERMICA

29. CONDUCTIVIDAD QUIMICA
CONDUCTIVIDAD QUIMICA

30. Actividad 3.-REPORTE DE CONCLUSIONES
En el ensayo se mide la deformación de la probeta entre dos puntos fijos de la
misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa
gráficamente en función de la tensión (carga aplicada dividida por la sección de
la probeta). En general, la curva tensión deformación así obtenida presenta
cuatro zonas diferenciadas:
Deformaciones elásticas: Las deformaciones se reparten a lo largo de la
probeta, son de pequeña magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta
recuperaría su forma inicial. El coeficiente de proporcionalidad entre la tensión y
la deformación se denomina módulo de elasticidad o de Young y es característico
del material. Así, todos los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad aunque
sus resistencias puedan ser muy diferentes. La tensión más elevada que se
alcanza en esta región se denomina límite de fluencia y es el que marca la
aparición de este fenómeno. Pueden existir dos zonas de deformación elástica, la
primera recta y la segunda curva, siendo el límite de proporcionalidad el valor de
la tensión que marca la transición entre ambas. Generalmente, este último valor
carece de interés práctico y se define entonces un límite elástico (convencional o
práctico) como aquél para el que se produce un alargamiento prefijado de
antemano (0,2%, 0,1%, etc.). Se obtiene trazando una recta paralela al tramo
proporcional (recto) con una deformación inicial igual a la convencional.
Fluencia o cedencia. Es la deformación brusca de la probeta sin incremento de
la carga aplicada. El fenómeno de fluencia se da cuando las impurezas o los
elementos de aleación bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo
su deslizamiento, mecanismo mediante el cual el material se deforma
plásticamente. Alcanzado el límite de fluencia se logra liberar las dislocaciones
produciéndose la deformación bruscamente. La deformación en este caso
también se distribuye uniformemente a lo largo de la probeta pero
concentrándose en las zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones. No
todos los materiales presentan este fenómeno, en cuyo caso la transición entre la
deformación elástica y plástica del material no se aprecia de forma clara.
Deformaciones plásticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta
recupera sólo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente.
Las deformaciones en esta región son más acusadas que en la zona elástica.
Estricción. Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la
parte central de la probeta apreciándose una acusada reducción de la sección de
la probeta, momento a partir del cual las deformaciones continuarán

31. acumulándose hasta la rotura de la probeta por esa zona. La estricción es la
responsable del descenso de la curva tensión-deformación; realmente las
tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que lo que se representa es el
cociente de la fuerza aplicada (creciente) entre la sección inicial y cuando se
produce la estricción la sección disminuye, efecto que no se tiene en cuenta en
la representación gráfica. Los materiales frágiles no sufren estricción ni
deformaciones plásticas significativas, rompiéndose la probeta de forma brusca.
Terminado el ensayo se determina la carga de rotura, carga última o resistencia
a la tracción: la máxima resistida por la probeta dividida por su sección inicial, el
alargamiento en (%) y la estricción en la zona de la rotura.