Unidad 1. Materiales para Ingeniería
4- Familias y Tipos
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Familias y Tipos
Como hemos visto los materiales industriales alcanzan un amplio espectro de aplicaciones y están constituidos de las materias primas más diversas. Para proceder a su sistemático estudio es necesario establecer unas familias de acuerdo con unos criterios preestablecidos.

Un criterio aceptado universalmente es el que singulariza las familias en función de la naturaleza de los componentes más simples de los materiales. En este sentido se habla de materiales: metálicos, cerámicos, polímeros y electrónicos.

Otro criterio de diferenciación de familias es por la semejanza de propiedades físicas específicas a las que se aplican en las diversas ingenierías. En este sentido podemos definir familias con propiedades mecánicas, de conducción eléctrica, magnéticas, térmicas, nucleares, resistencia frente a la corrosión, ópticas, etc.

Sin menoscabo de mayor profundización, en los próximos temas, se apuntan a continuación algunas cualidades de diferentes familias.


 
4.1 NATURALEZA DE LOS COMPONENTES
A. Materiales metálicos

 . Compuestos de sustancias inor-gánicas
   fundamentalmente metales, sin conformar óxidos ni 
   sales metálicas.

 . Tipo de enlace interatómico: metálico conformando
   estructura cristalina específica de los metálicos.

 . Resistencia aceptable hasta media temperatura.

 . Buenos conductores del calor y la electricidad.

 . Tenaces y deformables, en general.

 . Altas densidades.

   Ejemplos: Aceros, aluminios, cobres, titanio,
                    superaleaciones, etc.


Figura 1.6. Componentes en un motor turbodiesel

 

Figura 1.7. Nueva generación de materiales cerámicos
B. Materiales cerámicos

 . Compuestos de sustancias inorgáni-cas fundamentalmente
   óxidos y sales metálicas, excluyendo metales puros.

 . Tipo de enlace interatómico: iónico conformando estructura
   cristalina específica de los cerámicos.

 . Malos conductores del calor y electricidad.

 . Frágiles e indeformables.

 . Resistencia a altas temperaturas.

 . Densidades medias.

   Ejemplos: Ladrillos, porcelanas, vidrios, nitruros, etc.


 
C. Materiales poliméricos

 . Compuestos de sustancias orgánicas en base al 
   C, H, O y otros elementos no metálicos.

 . Tipo de enlace interatómico: covalente 
   conformando largas cadenas lineales o redes, 
   con nula o media cristalinidad.

 . Resistentes a bajas temperaturas.

 . Malos conductores del calor y la electricidad.

 . Frágiles unos, tenaces y plásticos otros.

 . Bajas densidades.

  Ejemplos: Polietileno, poliester, nylon y muchos otros.


Figura 1.8. Diversas aplicaciones de materiales poliméricos

 

Figura 1.9. Ejemplos de materiales empleados en ingeniería electrónica
D. Materiales electrónicos

 . Compuestos de sustancias inorgánicas en base al
   silicio y germanios.

 . Tipo de enlace interatómico: covalente
   conformando estructura cristalina del tipo metálico.

 . Tienen propiedades de semiconduc-tividad o 
   conductividad condicionada.

    Ejemplos: Diodos, chips, tiristores en industria
                     electrónica.


 
E. Materiales compuestos

Son compuestos de dos o más materiales citados en los apartados anteriores tendentes a mejorar las propiedades débiles en unos y potenciar las fuertes de los otros pero conservando fuertemente su forma inicial.

El material a potenciar de propiedad débil se denomina matriz y el que potencia se denomina  refuerzo.
 


Figura 1.10. Ejemplo de la aplicación de materiales compuestos de matriz polimérica para elevadas prestaciones.
El hormigón armado es un ejemplo universal de material compuesto: la matriz, el hormigón, es reforzada por el refuerzo, la varilla metálica, para conseguir mejores resistencias a la tracción.    Se pueden componer normalmente: 
    . Polímeros con cerámicos.
    . Metálicos con cerámicos 
   en el que el primer material nombrado hace de matriz.

 
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