La importancia de los materiales

1. LOS MATERIALES
Autor:
Anthony Carrasquel
C.I: 31.541.066
Matricula: 16614
Febrero 2024
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION
INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL
GUACARA ESTADO CARABOBO

2. INTRODUCCION
Vivimos en un mundo rodeados de cosas y materiales, que son de gran
importancia para nosotros los seres humanos, ya que cada uno de estos materiales,
tienen sus propias características y propiedades. En este sentido el conocer su origen
y formación es el tema u objetivo de esta investigación con respecto a los materiales.

3. ¿QUE SON LOS MATERIALES?
Los materiales se definen como las formas de presentación de la materia en
cualquier estado de agregación. Poseen una estructura única y determinada para fines
específicos, que puede ser transformada cuando se somete a cambios de energía.
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES
Según el estado de agregación de la materia:
 Sólidos: Son rígidos, tienen forma propia, volumen y bajo nivel de
compresión.
 Líquidos: Se amoldan al recipiente que los contiene, tienen volumen y bajo
nivel de compresión.
 Gaseosos: No tienen forma propia, el volumen depende de la presión, alta
capacidad de compresión y se amoldan al recipiente que los contiene.
Según el origen:
 Naturales: Son aquellos materiales que se originan en la naturaleza y se
moldean sin pasar por procesos químicos. También pertenecen a este grupo
los materiales que están constituidos por diferentes materiales de origen
natural. Por ejemplo: madera, piedra, arena, entre otros.
 Artificiales: Son materiales creados por el hombre, utilizan materia prima
natural la cual es sometida a procesos químicos para alterar su composición y
estructura.
 Sintéticos: Son los materiales que resultan de reacciones químicas en las que
se reordena la estructura del material original y da origen a una nueva
composición con propiedades diferentes. La materia prima puede ser natural,
artificial o ambas.

4. CONCEPTOS BASICOS DE MATERIALES
 Ferrosos: Son aquellos que poseen en común el elemento hierro. Son
adecuados para la construcción de máquinas gracias a su elevada
permeabilidad magnética. Entre ellos: hierro forjado, acero, acero para
muelles, etc.
 No ferrosos: Son aquellos que se caracterizan por no poseer la presencia de
hierro en su estructura es decir es nula o muy poca, tienen una permeabilidad
magnética muy baja y entre ellos se encuentran los metales preciosos como el
oro y la plata, zinc, estaño, plomo, etc.
 No metálicos: Son todas aquellas sustancias que no conducen electricidad,
son frágiles a la manipulación o son gases.
 Orgánicos: Son así considerados cuando contienen células de vegetales o
animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos
orgánicos como el alcohol o los tetracloruros, no se disuelven en el agua y no
soportan altas temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son:
Plásticos, Productos del petróleo, Madera, Papel, Hule, Piel.
 Inorgánicos: Son todos aquellos que no proceden de células animales o
vegetales o relacionadas con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el
agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos
de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son: Los
minerales, el cemento, la cerámica, el vidrio, el grafito (carbón mineral).
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
 Físicas: definen el comportamiento que tendrán los mismos ante condiciones
de presión, calor, radiación y corriente. Entre ellas están:
La conductividad eléctrica: es la capacidad intrínseca de un material
para permitir el paso de la corriente eléctrica una vez se establece una
diferencia de potencial entre sus caras transversales Estos son algunos

5. elementos comunes que poseen conductividad eléctrica: Aluminio, Berilio,
Cobre, Oro, Níquel, Platino, Tungsteno, Zinc, Estaño.
 Químicas: La composición química de los materiales indica
el comportamiento que tendrán los elementos que lo conforman frente a las
tensiones aplicadas sobre él. Se relaciona con las propiedades físicas, porque
según su estructura química el material tendrá dureza, ductilidad, fragilidad y
más. Entre ellas están:
 Resistencia a la corrosión: Capacidad de un material para resistir la
oxidación frente a condiciones atmosféricas a las que están expuestos. La
corrosión es un ataque químico o electroquímico progresivo sobre un metal
que lo transforma en sal, óxido o algún otro compuesto.
 Acidez o alcalinidad: Indica cómo reacciona un material en combinación con
otros.
 Enlace atómico: Representa cómo se unen los átomos entre sí para formar el
material lo que le otorga las características específicas como punto de
ebullición, punto de fusión, conductividad eléctrica y conductividad térmica.
 Eléctricas: son las que determinan el comportamiento de un determinado
material al pasar por él la corriente eléctrica. En líneas generales,
la Conductividad es la propiedad que tienen los materiales para transmitir la
corriente eléctrica, y la Resistividad es la resistencia que ofrecen al paso de
dicha corriente. En función de sus propiedades eléctricas, los materiales
pueden ser:
 Aislantes: Son los que No permiten fácilmente el paso de la corriente a través
de ellos, por ejemplo la cinta aislante para cables.
 Conductores: Son los que permiten fácilmente el paso de la corriente a través
de ellos, por ejemplo los cables eléctricos.
 Semiconductores: Son los que permiten el paso de la corriente a través de
ellos sólo en determinadas condiciones o por debajo de una temperatura
determinada. Están constituidos por silicio o germanio, con aditivos como

6. arsénico, aluminio, fósforo, galio, boro. Son la base de todos los componentes
electrónicos.
 Térmica: Define el comportamiento del material frente al calor. La propiedad
térmica que posee decidirá su actuación cuando es sometido a fluctuaciones
de calor. Entre ellas están:
 Capacidad calorífica: Es la cantidad de calor que se requiere para cambiar la
temperatura del material en un grado.
 Expansión térmica: Es el cambio en el área, forma y volumen del material
cuando se calienta.
 Conductividad térmica: Es la propiedad del material para conducir el calor a
través de sí mismos. Por ejemplo, una barra de hierro conduce más calor que
el vidrio común; mientras que algunos materiales no conducen el calor en
absoluto por sus características aislantes.
 Estrés termal: Es la tensión que experimenta un cuerpo gracias a la
expansión o contracción térmica. Por ejemplo, las grietas en las aceras son
productos del estrés térmico del material.
 Mecánicas: Son aquellas variantes que afectan la resistencia mecánica y la
capacidad de un material para ser moldeado en forma adecuada. Es decir, que
la materia se adaptará a una nueva estructura cuando es sometida a una fuerza
externa. Entre ellas están:
 Fuerza: Es la cualidad de un material para oponerse a la deformación o
ruptura cuando se le aplican cargas externas.
 Maleabilidad: Es una cualidad que depende de la temperatura, con el
aumento de la misma incrementa la maleabilidad del material. Se define como
la propiedad que presentan los materiales sólidos para formar láminas
delgadas bajo fuerzas de compresión.
 Ductilidad: Es la capacidad que poseen los materiales sólidos para estirarse y
originar alambres cuando son sometidos a tensión de tracción. Dependen de la
plasticidad del elemento y la temperatura, con el aumento de la misma mayor
ductilidad.

7.  Fragilidad: Indica la disposición del material al fracturarse cuando se somete
a una fuerza externa. Es una propiedad inversa a la ductilidad, algunos
materiales metálicos que son dúctiles a temperatura ambiente, se vuelven
quebradizos cuando la temperatura disminuye.
 Dureza: Es la cualidad que le brinda al material la capacidad de resistir el
cambio de forma permanente cuando se aplican fuerzas externas sobre él.
Puede ser: dureza al rayado, dureza ante abolladuras; dureza dinámica o de
rebote (altura de rebote de un martillo que golpea el material).
 Tenacidad: Es la propiedad de un material para absorber energía, deformarse
y no fracturarse. Para que un material tenga buena tenacidad debe tener
ductilidad y resistencia.
 Templabilidad: Es la capacidad del material de alcanzar la dureza o rigidez
mediante procesos de enfriamiento térmico.
DEFECTOS ESTRUCTURALES
 Granos: La estructura interna de un metal se compone de áreas cristalinas
individuales, denominadas "granos". La estructura, el tamaño y la orientación
de estos granos son el resultado de la composición del material (aleación) y el
modo en que se ha formado (p. ej.: forjado, fundición o aditivos). Los granos
se forman a partir de material fundido que se solidifica e interactúa entre sí y
con otros componentes, como fases y contaminantes. Normalmente, la
estructura del grano se adapta a la aplicación técnica.
 Límites: Es la interfaz entre dos granos, o cristalitos, en un material
policristalino. Los límites de grano son defectos en la estructura cristalina y
tienden a disminuir la conductividad eléctrica y térmica del material. Un
límite de grano es un defecto plano general que separa regiones de diferente
orientación cristalina (como granos) dentro de un sólido policristalino. Los
límites de grano suelen ser el resultado de un crecimiento desigual cuando el
sólido está cristalizando. Los tamaños de grano varían de 1 µm a 1 mm. La

8. mayoría de los límites de grano son sitios preferidos para el inicio de la
corrosión y para la precipitación de nuevas fases del sólido.
 Vacancia: Es el defecto puntual más simple y es la ausencia de un átono o ion
en la posición correspondiente; éste puede producirse por perturbaciones
locales durante el crecimiento del cristal o también puede originarse por
reordenamiento atómico en el cristal como consecuencia de la movilidad de
los átomos. Se dice que existe una vacante si el espacio ocupado por un átomo
en la red se queda vacío, debido a que el átomo ha sido desplazado en el
proceso de solidificación o porque ha sido sometido a enormes vibraciones.
 Dislocaciones: Es un defecto lineal que afecta al material a lo largo de una
dimensión, y es causada cuando un conjunto de átomos se desalinean con
respecto al patrón del cristal. Existen dos tipos de dislocación: de borde, que
es cuando un conjunto de átomos son comprimidos y otros tensionados, y
helicoidal, que es cuando existe un efecto de corte en el arreglo de átomos.
Además, se puede tener dislocación mixta, que se refiere a que la dislocación
de borde y la helicoidal ocurren de forma simultánea.
 Impurezas Estas impurezas pueden clasificarse como intersticiales o
sustitucionales. Una impureza intersticial suele ser un átomo más pequeño
(típicamente aproximadamente 45% más pequeño que el huésped) que puede
encajar en los orificios octaédricos o tetraédricos en la red metálica
PROPIEDADES ACUSTICAS DE LOS MATERIALES
Las propiedades acústicas de los materiales son aquellas características que
definen cual será el comportamiento de un material ante una excitación acústica.
Todos los materiales de construcción tienen propiedades acústicas. Todos ellos
absorben, transmiten o reflejan el sonido cuando las ondas sonoras impactan contra
ellos. En principio es algo evidente, sin embargo, cuando los fabricantes e
instaladores se refieren a estas propiedades dan un valor específico a cada una de las
cualidades de éstos a la hora de transmitir o impedir la transmisión del sonido.

9. Coloquialmente, se conoce por materiales acústicos a aquellos diseñados con el
propósito de absorber el sonido que se ‘refleja’. De este modo, se define como
absorción acústica aquel sonido que no se refleja tras chocar contra un material, es
decir, que no vuelve en forma de reverberación.
En este sentido, y a modo de ejemplo, una ventana abierta sería un excelente
absorbente acústico, ya que aquellos sonidos que pasan a través de ella no se reflejan
de vuelta. Sin embargo, aunque esto es perfecto para aquellas personas que están
dentro de la habitación, no lo es tanto para aquellas que están fuera, ya que la ventana
no supone una barrera adecuada capaz de impedir que el sonido pueda escucharse
fuera de la estancia. Este segundo aspecto se conoce como insonorización acústica y
es la capacidad que un material presenta para impedir que el sonido se transmita a
través de él.
En los últimos años, las investigaciones a la búsqueda de materiales capaces de
ofrecer ambas propiedades acústicas han progresado de forma efectiva. Los
materiales a partir de fibras, como por ejemplo el Pladur, poseen interesantes
capacidades en este sentido, ya que su estructura les permite transformar la energía
resultante del sonido en energía calorífica, gracias a que transforman la vibración de
las ondas en pequeñas cantidades de calor. De este modo, los materiales fibrosos
resultan buenos en la absorción acústica. Al contrario de lo que pudiese parecer, la
densidad de un material es inversamente proporcional a sus capacidades acústicas en
este sentido. Por otra parte, existen factores interesantes a tener en cuenta: la
capacidad de los materiales para absorber el sonido también está relacionada con las
propiedades mismas del ruido. En general, la frecuencia de los sonido está
íntimamente ligada a la capacidad o no de los materiales para su absorción. Los
sonidos con una frecuencia baja tienen mayor longitud de onda, lo que hace mucho
más compleja su absorción. Sin embargo, y para beneficio nuestro, nuestro oído es
menos sensible a este tipo de sonidos.
Por último, es cierto que aunque el espesor del material juega un papel importante,
son muchos los materiales de reciente desarrollo que desafían esta idea. Barrisol, la
multinacional francesa líder mundial en techos tensados ha puesto en entredicho esta

10. concepción clásica, creando materiales ultra finos y elásticos con unas increíbles
propiedades de absorción acústica. Este hecho, sumado al hecho de que aprovechan
espacios de aire entre ellos y el techo, mejoran considerablemente el rendimiento en
sonidos de baja frecuencia.
PROPIEDADES MAGNETICA
Las Propiedades magnéticas de los materiales son las que ponen de manifiesto su
comportamiento frente a determinados materiales, particularmente metales. Se define
como magnetismo el fenómeno físico por el que los materiales tienen la capacidad
de atraer o repeler a otros materiales, o de ejercer fuerzas de atracción o repulsión
sobre ellos.
El comportamiento magnético de un material depende de su estructura interna y,
en particular, de su configuración electrónica.
Existen dos campos magnéticos diferenciables:
 Por una parte está el campo magnético intrínseco del electrón, cada electrón es
como un pequeño imán. Cada material posee innumerables electrones que
están orientados aleatoriamente, en diversas direcciones. Y lo que ocurre en
los imanes es que todos los electrones tienden a orientarse en la misma
dirección, creando una fuerza magnética.
 Por otra parte, está el campo magnético provocado por el movimiento orbital
de cada electrón alrededor de su propio núcleo. Este efecto es comparable al
campo que genera una corriente eléctrica al circular por una bobina.

11. Todos los materiales se ven influidos por la presencia de un campo magnético en
mayor o menor medida, pero sólo algunos tienen mucho más magnetismo que los
demás, por otra parte, estos son los materiales que denominamos materiales
magnéticos o imanes. Algunos materiales conocidos que presentan propiedades
magnéticas fácilmente detectables son el hierro, el níquel, el cobalto, y sus
aleaciones.