Tecnologia de materials

Archiu:Material samples, SUTD Library, Singapore University of Technology and Design - 20150602-02.jpg

Tecnologia de materials

Vore també: ciència de materials

La tecnologia de materials és l'estudi i pràctica de tècniques d'anàlisis, estudis de física i desenroll de materialés. També és la disciplina de l'ingenieria que tracta sobre els processos industrials que proporcionen les peces que componen les màquines i objectes diversos, a partir de les matèries primeres.

Propietats dels materials

Estes propietats es posen de manifest davant estímuls com l'electricitat, la llum, la calor o l'aplicació de forces a un material.

Descriuen característiques com a elasticitat, conductivitat elèctrica o tèrmica, magnetisme o comportament òptic, val saber que, per lo general, no s'alteren per atres forces que actuen sobre el material.

Propietats mecàniques

Les propietats mecàniques són aquelles propietats dels sòlits que es manifesten quan apliquem una força. Les propietats mecàniques dels materials es referixen a la capacitat dels mateixos de resistir accions de càrregues: les càrregues o forces actuen momentàneament, tenen caràcter de choc.

• Cíclicas o de signe variable: les càrregues varien per valor, per sentit o per abdós simultàneament.

Les propietats mecàniques principals són: durea, resistència, elasticitat, plasticidad i resiliencia, encara que també podrien considerar-se entre estes a la fatiga i la fluencia (creep).

• Cohesió: Resistència dels àtoms a separar-se uns d'uns atres.
• Plasticidad: Capacitat d'un material a deformar-se davant l'acció d'una càrrega, permaneixent la deformació en retirar-se la mateixa. És dir és una deformació permanent i irreversible.
• Durea: és la resistència d'un cos a ser rayado per un atre. Oposta a dur és bla. El diamant és dur perque és difícil de rayar. És la capacitat d'opondre resistència a la deformació superficial per un més dur.
• Resistència: es referix a la forma que presenten els materials per a soportar les diverses forces. És l'oposició al canvi de forma i a la separació, és dir a la destrucció per acció de forces o càrregues.
• Ductilitat: es referix a la propietat que presenten els materials de deformar-se sense trencar-se obtenint fils.
• Maleabilidad: es referix a la propietat que presenten els materials de deformar-se sense trencar-se obtenint làmines.
• Elasticitat: es referix a la propietat que presenten els materials de tornar al seu estat inicial quan s'aplica una força sobre ell. La deformació rebuda davant l'acció d'una força o càrrega no és permanent, tornant el material a la seua forma original en retirar-se la càrrega.
• Higroscopicidad: es referix a la propietat d'absorbir o exhalar l'aigua.
• Hendibilidad: és la propietat de partir-se en el sentit de les fibres o làmines (si té).
• Resiliencia:és la capacitat d'opondre resistència a la destrucció per càrrega dinàmica.

Propietats òptiques

• Opacs: no deixen passar la llum.
• Transparents: deixen passar la llum.
• Traslúcidos: deixen passar part de la llum.

Propietats acústiques

Materials transmissors o aïllants del sò.

Propietats elèctriques

Materials conductors o dielèctrics. Les seues propietats es dividixen en:

• Resistència (p) : És la mida d'oposició d'un material al pas de corrent elèctrica. Es medix segons la cantitat d'ohms (Ω) que posseïx una porció d'1 cm² per unitat de llongitut. Sent: p: Ω . cm² / cm = Ω .cm
• Conductivitat elèctrica (σ) : És la propietat totalment oposta a la resistència, ya que esta medix la capacitat del pas de corrent elèctrica sense cap oposició, el seu valor és 1/p = 1 / Ω . cm

Propietats tèrmiques

Materials conductors o aïllants tèrmics. Les propietats tèrmiques determinen el comportament dels materials front a la calor o temperatura ambiente.

• Conductivitat tèrmica: és la propietat dels materials de transmetre la calor i produint-se, llògicament, una sensació de fredor en tocar-los. Un material pot ser bon conductor tèrmic o mal.
• Fusibilidad: facilitat en que un material pot fondre's.
• Soldabilidad: facilitat d'un material per a poder soldarse en si mateix o en un atre material. Llògicament els materials en bona fusibilidad solen tindre bona soldabilidad.

• Punt de fusió: facilitat o resistència d'una substància a canviar d'estat sòlit a líquit.

Propietats magnètiques

Materials magnètics. En física es denomina permeabilidad magnètica a la capacitat d'una substància o mig per a atraure i fer passar a través de sí els camps magnètics, la qual està donada per la relació entre l'intensitat de camp magnètic existent i l'inducció magnètica que apareix en l'interior de dit material.

Propietats físicoquímicas

• Resistència a la corrosió: La corrosió és definida com la deterioració d'un material a conseqüència d'un atac electroquímic pel seu entorn. Sempre que la corrosió estiga originada per una reacció electroquímica (oxidació), la velocitat a la que té lloc dependrà en alguna mida de la temperatura, la salinitat del decorregut en contacte en el metal i les propietats dels metals en qüestió. Atres materials no metàlics també sofrixen corrosió per mig d'atres mecanismes. La corrosió pot ser per mig d'una reacció química (oxidorreducción) en la que intervenen dos factors: la peça manufacturada i/o l'ambient, o per mig d'una reacció electroquímica.

Les més conegudes són les alteracions químiques dels metals a causa de l'aire, com el rovell del ferro i l'acer o la formació de pàtina verda en el coure i les seues aleacions (bronze, latón).

No obstant, la corrosió és un fenomen molt més ampli que afecta a tots els materials (metals, ceràmiques, polímero, etc.) i tots els ambients (mijos acuosos, atmòsfera, alta temperatura, etc.).

És un problema industrial important, puix pot causar accidents (ruptura d'una peça) i, ademés, representa un cost important, ya que es calcula que cada pocs segons es dissol 5 tonellades d'acer en el món, procedents d'uns quants nanómetros o picómetros, invisibles en cada peça pero que, multiplicats per la cantitat d'acer que existix en el món, constituïxen una cantitat important. La corrosió és un camp de les ciències de materials que invoca al mateix temps nocions de química i de física (físic-química).

• Maleabilidad: La maleabilidad és la propietat d'un material bla d'adquirir una deformació acuosa per mig d'una descompressió sense trencar-se. A diferència de la ductilitat, que permet l'obtenció de fils, la maleabilidad favorix l'obtenció de primes làmines de material.1

L'element conegut més maleable és l'or, que es pot malear fins a làmines d'una diezmilésima de milímetro de gruixa. També presenten esta característica atres metals com el platí, l'argent, el coure, el ferro i l'alumini.

• Reducció: Es denomina reacció de reducció-oxidació, d'òxit-reducció o, simplement, reacció redox, a tota reacció química en la que un o més electrons es transferixen entre els reactius, provocant un canvi en els seus estats d'oxidació.1

Per a que existixca una reacció de reducció-oxidació, en el sistema deu haver un element que cedixca electrons, i un atre que els accepte: L'agent oxidant és l'element químic que tendix a captar eixos electrons, quedant en un estat d'oxidació inferior al que tenia, és dir, sent reduït.2

L'agent reductor és aquell element químic que suministra electrons de la seua estructura química al mig, aumentant el seu estat d'oxidació, és dir, sent oxidado.

Quan un element químic reductor cedix electrons al mig, es convertix en un element oxidado, i la relació que guarda en el seu precursor queda establida per mig de lo que es diu un «parell redox». Análogamente, es diu que, quan un element químic capta electrons del mig, este es convertix en un element reduït, i igualment forma un parell redox en el seu precursor oxidado.

• Reutilisació: Reutilisar és l'acció de tornar a utilisar els bens o productes. Aixina, l'oli pot reutilisar-se convertit en biodiésel, per a ser utilisat per qualsevol vehícul en motor diésel. Quants més objectes tornem a utilisar menys fem produirem i menys recurs tindrem que gastar. Reciclar es tracta de tornar a utilisar materials – com el paper o el vidre – per a fabricar de nou productes pareguts – folis, botelles, etc.

• Reciclabilidad: El reciclage és un procés fisicoquímico o mecànic o treball que consistix en sometre a una matèria o un producte ya utilisat (fem), a un cicle de tractament total o parcial per a obtindre una matèria primera o un nou producte. També es podria definir com l'obtenció de matèries primeres a partir de rebujos, introduint-los de nou en el cicle de vida i es produïx davant la perspectiva de l'agotament de recursos naturals, macroeconòmic i per a eliminar de forma eficaç els rebujos dels humans que no necessitem.
• Colabilidad: La colabilidad d'un metal fos depén de la seua fluïdea la qual li permet penetrar totes les cavitats d'un mòle i omplir-ho en la seua totalitat; produint d'esta forma una peça completa i sana.
• Conformabilidad: Facilitat relativa per la que diverses aleacions poden deformar-se per laminación, extrusió, estirat, embutición, forja etc.

Vore també

• Cronologia de les tecnologies dels materials