El documento describe los diferentes tipos de materiales estudiados en la ciencia de materiales, incluyendo metales, cerámicos, polímeros, materiales compuestos, semiconductores y electrónicos. Explica que la ciencia de materiales clasifica todos los materiales según sus propiedades y estructura atómica, y aplica conocimientos sobre las propiedades físicas de los materiales en diversas áreas científicas e ingeniería.

1. 1.1 EL MUNDO DEL MATERIAL

2. La ciencia de materiales es un campo multidisciplinar
que estudia los conocimientos fundamentales sobre las
propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los
aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería,
consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras,
máquinas y herramientas diversas, o convertidos en
productos necesarios o requeridos por la sociedad.
Incluye elementos de la química y física, así como las
ingenierías química, mecánica, civil
y eléctrica o medicina, biología y ciencias ambientales.

3. La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales
en función de sus propiedades y su estructura atómica.
Son los siguientes:
 Metales
 Cerámicos
 Polímeros
 Materiales compuestos
 Semiconductores
 Electrónicos.

4. Se denominan metales a los elementos
químicos caracterizados por ser buenos conductores del
calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos
a temperatura ambiente (excepto el mercurio); sus sales
forman iones electropositivos (cationes) en disolución.

5. La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos,
cuya raíz sánscrita significa "quemar". En su sentido
estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas. Sin
embargo, el uso moderno de este término incluye a
todos los materiales inorgánicos no metálicos que se
forman por acción del calor

6. El vidrio es un material
inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se
encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser
producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa
para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad
de productos. El vidrio es un tipo de material
cerámico amorfo.
El vidrio se obtiene a unos 1500 °C a partir de arena de
sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3)
y caliza (CaCO3).

7. Son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas
por la unión mediante enlaces covalentes de una o más
unidades simples llamadas monómeros. Estos forman
largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van
der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones
hidrofóbicas. Los polímeros tienen elevadas masas
moleculares, que pueden alcanzar incluso millones
de UMAs.
El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de
polímeros naturales y el nailon, el polietileno y
la baquelita de polímeros sintéticos.

8. En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales
compuestos aquellos materiales que se forman por la
unión de dos o más materiales para conseguir la
combinación de propiedades que no es posible obtener
en los materiales originales.
Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr
combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso,
rendimiento a alta temperatura, resistencia a la
corrosión, dureza o conductividad.

9. Los materiales son compuestos cuando cumplen las
siguientes características:
 Están formados por dos o más componentes
distinguibles físicamente y separables
mecánicamente.
 Presentan varias fases químicamente distintas,
completamente insolubles entre sí y separadas por
una interfase.
 Sus propiedades mecánicas son superiores a la
simple suma de las propiedades de sus
componentes (sinergia).

10. Semiconductor (abreviadamente, SC) es un elemento
que se comporta como un conductor o como
un aislante dependiendo de diversos factores, como por
ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la
radiación que le incide, o la temperatura del ambiente
en el que se encuentre.

11. Un material electrónico es un dispositivo que forma
parte de un circuito electrónico. Se suelen encapsular,
generalmente en un
material cerámico, metálico o plástico, y terminar en
dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan
para ser conectados entre ellos, normalmente
mediante soldadura, a un circuito impreso, para
formar el mencionado circuito.

12. La aplicación de los materiales a nuevos usos se puede
conseguir mejorando y cambiando sus propiedades por
innovadores tratamientos y procesados. De forma similar
la imaginación puesta al servicio de estos objetivos
producirá nuevos materiales de propiedades nunca antes
imaginadas.
La Ciencia de Materiales es un área intrínsecamente
pluridisciplinar que, por necesidad, ha de considerar los
aspectos físico-químicos de la materia a fin de colmar las
necesidades prácticas en sectores tan diversos como la
construcción o la nanomedicina.

13. El área aborda múltiples líneas de investigación, con
conexiones o zonas de actuación comunes con otras
áreas sobre todo con el área de física y con el área de
Química, aportando conocimiento desde la vertiente
más básico-científica de los materiales hasta llegar al
desarrollo tecnológico de su aplicación.
 Materiales Funcionales y multifuncionales
 Materiales estructurales para sectores de elevado
interés industrial
 Materiales e Ingeniería para la construcción

14. Un material inteligente es aquel que posee una o más
propiedades que pueden ser modificadas
significativamente de manera controlada por un
estímulo externo (tales como tensión
mecánica, temperatura, humedad, pH o campos
eléctricos o magnéticos) de manera reversible.

15. Hay varios tipos de materiales inteligentes, por ejemplo:
 Materiales piezoeléctricos: Producen un voltaje cuando
se les aplica tensión mecánica. Este efecto también se
produce de manera inversa, produciendo una tensión
mecánica cuando se le aplica tensión eléctrica.
 Un polímero electroactivo es un polímero que cambia
sus propiedades en respuesta a la presencia de un
campo eléctrico.

16. Los nanomateriales son un producto nanotecnológico de
creciente importancia. Contienen nanopartículas, de un
tamaño que no supera los 100 nanómetros al menos en una
dimensión.
Estos empiezan a utilizarse en campos como el sanitario, la
electrónica y la cosmética, entre otros. Sus propiedades
físicas y químicas suelen diferir de las de otros materiales a
granel, por lo que requieren una evaluación de riesgos
especializada. Esta debe cubrir los riesgos para la salud de
los trabajadores y los consumidores, así como posibles
riesgos medioambientales.

17. Un diseñador de componentes siempre busca encontrar el
material ideal para su componente. Se pueden mencionar,
entre otras características, que un material ideal cumple con
la siguiente lista de requisitos:
▲ Inagotable y siempre disponible para su reemplazo.
▲ Barato para refinar y producir.
▲ Fuerte, rígido, y dimensionalmente estable a diferentes
temperaturas.
▲ Liviano.
▲ Resistente a la corrosión y al desgaste.
▲ Respetuoso con el medio ambiente y las personas.
▲ Biodegradable.

18. Factores básicos a considerar en la selección de materiales
son:
 Físicos: Tamaño, forma, peso del material que se
necesita, así como el espacio disponible para el
componente lo que guardan relación con el tratamiento
del material.
 Mecánicos: Tienen que ver con la capacidad del
material para soportar los tipos de esfuerzos que se le
imponen.

19. Factores básicos a considerar en la selección de materiales
son:
 Procesamiento y posibilidad de fabricación: Se
relacionan con la capacidad de dar forma al material.
 Duración de los componentes: Se relacionan con el
tiempo durante el cual los materiales desempeñan las
funciones a las que han sido destinados, en el ambiente
al que están expuestos.
 Costos y disponibilidad: En una economía impulsada por
el mercado estos dos factores son inseparables.
 Códigos, factores estatutarios

20.  Códigos: son conjuntos de requisitos que se imponen al
material y a otros componentes (ASME, ASTM, SAE).
 Factores estatutarios: relacionados con los reglamentos
locales, estatales y gubernamentales o federales (según el
país) referentes a los materiales y a los procedimientos
que se utilizan o a la forma de deshacerse de los
materiales.