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PROPIEDAES DE LOS MATERIALESINTRODUCCIN A LA QUMICA DE LOS MATERIALES{Evolucin Histrica de los MaterialesA lo largo de la historia de la humanidad, nuestra especie ha usado y desarrollado distintos materiales. Desde objetos tan simples como palos, hasta enormes vehculos que nos han permitido traspasar los lmites de nuestro planeta.

Aspectos Generales de los MaterialesEdad de piedra (4.000.000 a.C.): En esta era, utilizaban el barro, madera, y sobre todo, la piedra (de ah el nombre) como herramientas, lanzas, hachas, vasijas, etc.Edad de bronce (4.000 a.C.): En estos aos, se descubri que fundiendo algunas rocas, se obtena un material mejor que las lanzas que tenan de antes, podan hacer objetos de metal, como espadas, escudos de bronce. Fue un gran avance en la evolucin.Edad del hierro: (1.500 a.C.): 3.000 aos despus del descubrimiento del bronce, se descubri otro metal, el hierro, el cual era de mayor utilidad para objetos antes hecho, espadas de hierro, mas fuertes y resistentes que las de bronce, y otros. Comenz de una nueva era.Edad del silicio (actualidad): El descubrimiento del silicio supone una avance tecnolgico notable, ya que se usa en la mayora de instrumentos elctricos.

Momentos de la Historia marcados por los materiales

PROPIEDADES DE LOS MATERIALESHay muchas formas de clasificar los materiales: Segn su origen: Clasificar en materiales naturales y materiales artificiales, dependiendo de que se encuentren directamente en el medio natural o sean el resultado de algn proceso de fabricacin. Por ejemplo, el granito es un material natural, mientras que el acero es un material artificial. Segn su composicin: Clasificar en elementos y compuestos, homogneos y heterogneos, metlicos y no metlicos, inorgnicos y orgnicos, etc. propiedades fsico- qumicas, desde el punto de vista de la fabricacin.

Segn sus propiedades: Clasificar en rgidos y flexibles, tenaces y frgiles, conductores y aislantes, reciclables y no reciclables, etc. El criterio ms empleado, desde un punto de vista tecnolgico, es segn sus caractersticas comunes teniendo en cuenta su naturaleza fsica:

CLASIFICACINTenemos pues:

1. Materiales metlicos y sus aleaciones. 2. Maderas y sus derivados. 3. Polmeros: llamados vulgarmente plsticos. 4. Materiales ptreos y sus derivados. 5. Fibras textiles.

A la hora de seleccionar el material adecuado para determinada aplicacin, debemos tener en cuenta diversos factores, como: El trabajo que va a desarrollar la piezaLa atmsfera en la que se va a encontrarEl proceso de conformado con el que se le dar forma definitiva. La disponibilidad de ese material. Su coste (No debe ser ms de la mitad del precio final del producto para que su venta pueda resultar competitiva. Incluye extraccin, transporte, transformacin en producto de primera fase y transporte al lugar de la segunda transformacin),Por lo tanto, un profundo conocimiento de las propiedades de los distintos grupos de materiales y de las formas en que se pueden mejorar, (elementos qumicos de aleacin, tratamientos trmicos, ) es la clave para estar en condiciones de determinar cul es el ms adecuado.FACTORES PARA LA ELECCIN DE UN MATERIALSe definen como un conjunto de caractersticas diferentes para cada cuerpo o grupo de cuerpos, que ponen de manifiesto cualidades intrnsecas de los mismos o su forma de responder a determinados agentes exteriores: Propiedades mecnicas (resistencia, tenacidad, dureza, rigidez,), resistencia a la corrosin, conductividad trmica y elctrica, facilidad de conformado, peso especfico y apariencia externa (propiedades sensoriales), factores ecolgicos: mnima necesidad de materia prima y posible reciclaje y reutilizacin, precio de la materia prima,Estas caractersticas vienen determinadas por la estructura interna del material (componentes qumicos presentes y forma de unin de los tomos).Propiedades de los materiales: DefinicinLas propiedades de un material determinado se pueden clasificar en cinco grandes grupos:1. Propiedades qumicas: Se refiere a los procesos que modifican qumicamente un material.2. Propiedades fsicas: Se refiere a las caractersticas de los materiales debido al ordenamiento atmico o molecular del mismo.3. Propiedades trmicas: Se refiere al comportamiento del material frente al calor.4. Propiedades magnticas: Se refiere a la capacidad de algunos materiales al ser sometidos a campos magnticos.5. Propiedades mecnicas: Estn relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales al actuar fuerzas sobre ellos.1. Estabilidad qumica: Indica la capacidad de un determinado elemento o compuestoqumico de reaccionar espontneamente al entrar en contacto con otro elemento o a descomponerse o si, por el contrario, para que reaccione es necesaria una accin exterio (calor, trabajo o elementos qumicos activadores)2. Oxidacin: Cuando un material se combina con oxgeno, se dice que experimenta unareaccin de oxidacin. Material + oxgeno xido del material energaAunque la oxidacin limita la vida del material en ocasiones la formacin de una capade xido en el mismo, depositada en la parte exterior del material, lo protege de una posterior degradacin.La mayor temperatura acelera el proceso de oxidacin del material.Materiales susceptibles de ser oxidados: hierro, aceros bajos en carbono, cobre, titanio,..Materiales resistentes a la oxidacin: oro, plata, aluminio, estao, cromo, Cobre Aceros inoxidables, Latn Aluminio ...3. Corrosin: Cuando la oxidacin se produce en un ambiente hmedo o en presencia deotras sustancias agresivas, se denomina corrosin.PROPIEDADES QUIMICAS

NOMBRECOMPOSICINPROPIEDAD ANTICORROSIVAAcero al Carbn0.3-1.2% de carbono.se corroen aire - agua resisten H2SO4Hierro Fundido2-5% de carbonoun tanto mejores.Hierro Fundido aleado2- 5% carbono. 25% cromo.20% nquel. A veces 5-8% Cu.altas propiedades anticorrosivas.Hierro al silicio.Hasta 14% de silicioResistencia muy alta al H2SO4Aceros al cromo (Acero inoxidable )Comn 12-14% Cr0.1 -0.4% C.se corroen en los cidos sulfrico y clorhdrico, pero resisten el aire hmedo, el agua dulce y el cido ntrico.En el agua salina se produce corrosin.Mejorado16-18% Cr.0.1% C.1.2 - 2% NiTermorresistente27-30% Cr0,1% C.1.2-2% NiAleaciones Cu-SnHasta 13% de estao BroncesMejores que las del CuAleaciones cobre-cinc (Latn) Hasta 45% cincPiezas usadas en aguas y aire.Aleaciones cobre-aluminioHasta 10% de aluminio. (Bronce al aluminio)Buena resistencia a los cidos diluidos (excepto el ntrico)NquelPuro Se corroe en los H2SO4 y HClAleaciones de nquel. Monel68-69% Ni 28-29% Cu. algo Fe, Mn y Si.Propiedades igual Ni pero mejoradaPlomoA veces con 10% antimonio.Resiste al H2SO4, HCl. Es poco resistente aguas que contienen CO2 1.- Menciona la clasificacin de los materiales?2.- Qu son los materiales ferrosos y no ferrosos?3.- Indica las 4 estructuras de los materiales4.- Qu son las propiedades fsicas?5.- Qu son las propiedades qumicas?6.- Qu son las propiedades mecnicas de los materiales?

CUESTIONARIO DE QUIMICA DE LOS MATERIALESMetales: Son buenos conductores trmicos y elctricos. Cuentan con alta rigidez, ductilidad o conformabilidad. Tienen alta resistencia al impacto. Entre ellos estn el acero, aluminio, cobre, titanio, nquel, etc. Cermicos: Cuentan con baja conductividad elctrica y trmica. Tienen resistencia a altas temperaturas y condiciones de corrosin. Son deficientes en cuanto a ductilidad, conformabilidad y resistencia al impacto. Entre ellos estn el vidrio, ladrillo, cristal, piedra, etc. Polmeros: Cuentan con baja conductividad elctrica y trmica. Tienen escasa resistencia mecnica, muy baja aplicacin en temperaturas elevadas. Entre ellos destacan el hule, el plstico, y los adhesivos, etc. Materiales compuestos: Son materiales ligeros, resistentes y dctiles con resistencia a altas temperaturas. Entre ellos destacan el concreto, la fibra de vidrio, madera, etc.Clasificacin de los materialesMaterial es la sustancia que tiene determinadas propiedades que son tiles para ciertas aplicaciones.Hay cuatro tipos de materiales:Estructura atmica

Estructura cristalina (arreglo atmico): Pertenecen todos los metales, la fraccin importante decermicas, y ciertos polmeros cristalizados cuando se solidifican. Los tomos se arreglan en un patrntridimensional ordenado y repetitivo llamados cristales. Microestructura: Es cuando esta presente una fase. Macro estructura: Es cuando se presentan varias fases.

Fase: es el material que tiene la misma composicin, estructura y propiedades en condiciones de equilibrioEstructuraExisten cuatro tipos de estructura:

Fsicas: Son los comportamientos elctricos, magnticos, pticos, trmicos y elsticos.Qumicas: Son las fuerzas de enlace debido a su composicin y su comportamiento ante medios agresivos.Mecnicas: Es la resistencia mecnica, ductilidad y rigidez. Es el comportamiento que se muestra al exponerse a un impacto, a esfuerzos aplicados cclicamente en un periodo (fatiga), al exponerse a temperaturas elevadas o a acciones abrasivas (desgaste).PropiedadesExisten tres tipos de propiedades:

Ejercicios: Realizar las configuraciones e indica grupo, serie, periodo, bloque y lewis.Ca20:Br35:Al13:O16:Mg12:S16:P15:ESTRUCTURA ATOMICABaBr2:

Al3O2:

P2:

MgS:

RbF:

Forma compuestos con las estructuras de lewis e indica el tipo de enlace con el que se unen, segn la diferencias de las electronegatividades. El arreglo o disposicin de los tomos desempea un papel importante en la determinacin de lamicroestructura y del comportamiento de un material slido.El ordenamiento de largo alcance es el arreglo atmico especifico y se distribuye por todo elmaterial. Los tomos forman un patrn reticular repetitivo de manera que las inmediaciones decada punto en la red son idnticos.La configuracin reticular difiere de un material a otro en forma y en dimensin dependiendo deltamao de los tomos y el tipo de enlace interatomico. La estructura cristalina de un material serefiere al tamao, forma y ordenamiento atmico.La celda unitaria es la menor subdivisin de una red que retiene las caractersticas generales detoda la retcula. Reuniendo celdas unitarias idnticas se construye toda una red.Arreglo atmico (estado slido)

Parmetros de red

Los parmetros reticulares que describen el tamao y la forma de la celda unitaria son las dimensiones de los lados de la celda unitaria y los ngulos que forman.En un sistema cristalino cbico, solo la longitud de un lado del cubo es necesaria para describir completamente la celda, esta longitud medida a la temperatura ambiente es el parmetro de red

http://www.slideshare.net/raquel17c/presentacin-de-tecnologa-tema-1-materiales-metlicosLos metales ferrososEl hierro, metal resistente y maleable, se utiliza para las verjas de jardn, portones y cerramientos. La fundicin, aleacin de hierro y de carbono, se utiliza para los radiadores, las barandillas y ciertas canalizaciones. El acero blando, mezcla de hierro y de carbono, se utiliza en la construccin en forma de viguetas o chapas, que se encuentran en verjas, puertas, persianas...Todos estos materiales deben estar protegidos del oxgeno y de la humedad. Los metales no ferrososEl cinc, poco alterable, se utiliza para los canalones y las cubiertas de las casas. El aluminio est presente en ventanas, puertas y portones gracias a su resistencia a la intemperie. El cobre es inalterable al agua y al vapor de agua. El acero galvanizado, acero recubierto, se utiliza para puertas de garajes y barandillas. Aplique un fondo adecuado sobre estos metales antes del acabado. AleacionesBRONCE: COBRE 80 AL 97 Y ESTAO 3 AL 20%LATN: COBRE Y ZINC