Los
materiales solidos han sido agrupados convenientemente en tres clasificaciones
básicas:
METALES, CERAMICAS Y POLIMEROS.
Este
esquema se basa principalmente en la composición química y la estructura
atómica, y la mayoría de los materiales se ubican en una o en otra
clasificación específica.
Adicionalmente,
están los materiales compuestos, que son combinaciones de dos o más de las tres
clases de materiales básicos mencionados antes. Otra clasificación es la de los
materiales avanzados, aquellos que se utilizan en las aplicaciones de alta
tecnología, a saber, semiconductores, materiales inteligentes y materiales de
la nano-ingeniería.
METALES:
En este grupo están
compuestos de uno o más elementos metálicos ( hierro, aluminio, cobre, titanio,
oro y níquel ) y con frecuencia también elementos no metálicos ( carbono,
nitrógeno y oxigeno ) en cantidades pequeñas.
Los metales en comparación con las cerámicas y los
polímeros, son relativamente densos; también son fuertes y rígidos aunque
dúctiles.( es decir tienen la capacidad para experimentar gran deformidad sin
fractura ) y son resistentes a la fractura.
Los materiales metálicos tienen gran cantidad de electrones
no localizados, es decir, estos electrones no están enlazados con ningún átomo
en particular.
CERAMICOS:
Son materiales ambientales utilizados en la
industria. Poseen enlaces iónicos y pierden iones electrónicos.
Son compuestos que combinan elementos metálicos y no
metálicos; con mucha frecuencia son óxidos, nitruros y carbonos.
Con respecto al comportamiento mecánico, los materiales
cerámicos son relevantemente rígidos y fuertes; su rigidez y resistencia son
comparables a las de los metales. Estos mismos se pueden utilizar como
recubrimiento.
Además las cerámicas sin típicamente dura. Por otro lado,
son frágiles (carecen de ductilidad ) y son muy susceptibles a la fractura.
Hay diversos tipos de cerámicas; como pueden ser las
CERAMICAS BLANCAS (conocidas como la comercial, figuras.), ARCILLA (productos
estructurales. Como ladrillos tejas etc. ), REFRACTIVOS (resisten altas
temperaturas ) y CERAMICOS CRISTALINOS (vidrio).
Estos materiales son típicamente aislantes al paso de la
electricidad y del calor, y son más resistentes a las altas temperaturas y a
los ambientes agresivos que los metales y los polímeros.
Con respecto a las características ópticas; estas pueden ser
transparentes, translucidas u opacas y algunas de las cerámicas de óxidos
tienen comportamiento magnético
POLIMEROS:
Incluyen los
materiales de plástico y caucho conocidos. Muchos de ellos son compuestos
orgánicos que químicamente se basan en el carbono, el hidrogeno y otros
elementos no metálicos (O, N, S). Tienen estructuras moleculares muy grandes
parecidas a las cadenas con un esqueleto de átomo de carbono. Algunos polímeros
comunes son:
POLIMEROS (PE)
NYLON
POLIESTIRENO (PS).
Sus características mecánicas en
general son distintas de los metales y cerámicos, no son tan rígidos, ni tan
fuertes como estos tipos de material. Sin embargo con base a su baja densidad
en muchas ocasiones su rigidez y resistencia son comparables a los metales y
cerámicos.
Además muchos de los polímeros
son uy dúctiles y flexibles, lo que significa que adoptan formas complejas con
facilidad. Una enorme desventaja en su tendencia a reblandecerse, descomponerse
o ambas cosas, a temperaturas moderadas.
Tienen una conductividad baja y no son magnéticos.
MATERIALES
COMPUESTOS:
Esta formado por dos o mas materiales. Es objetivo de diseño de un
material compuesto es lograr una combinación de propiedades que no presenta
ningún material por si solo y también incorporar las mejores características de
cada material.
Además
también se considera que algunos materiales que ocurren en forma natural son
materiales compuestos LA MADERA y EL HUESO. Sin embargo, la mayoría de los que
consideramos en nuestro estudio son materiales compuestos sintéticos, hechos
por el hombre.
Estos
materiales se separan por métodos químicos, son tanto manejables y frágiles
como fuertes y dúctiles. Se utilizan en compuestos magnéticos. Materiales
electrónicos y en la tecnología ambiental.
MATERIALES AVANZADOS:
Se usan
en aplicaciones de alta tecnología. Por alta tecnología se entiende un aparato
o producto que opera o funciona con el uso de principios relativamente
complejos y sofisticados.
Estos
materiales son típicamente tradicionales cuyas propiedades han sido mejoradas y
materiales de alto rendimiento recientes.
Los
materiales incluyen semiconductores, biomateriales y lo que podemos denominar como:
MATERIALES DEL FUTURO.
SEMICONDUCTORES:
Tiene propiedades eléctricas que
son intermedias entre conductores (metales y aleaciones metálicas) y aislantes
eléctricos (cerámicas y polímeros).
Las
características eléctricas de estos materiales son sumamente senables a la
presencia de concentraciones diminutas de átomos de impurezas, las cuales
pueden controlarse en regiones espaciales muy pequeñas.
Los
semiconductores hicieron posible el advenimiento de los circuitos integrados
que han revolucionado totalmente la electrónica y las industrial de
computación.
BIOMATERIALES:
Se
emplean en componentes implantados en el cuerpo humano para reemplazo de partes
del cuerpo enfermas o dañadas.
Estos
materiales no deben producir sustancias toxicas y deben ser compatibles con los
tejidos del cuerpo, es decir, no deben causar reacciones biológicas adversas.
