MAPA CONCEPTUAL: CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES Y SUS CARACTERÍSTICAS

referencias

Características de las cerámicas:

1. Materiales cristalinos inorgánicos: Son materiales sólidos que tienen una estructura cristalina y están compuestas principalmente de elementos no metálicos.
2. Resistencia y dureza: Son conocidas por ser resistentes y duras, lo que las hace adecuadas para aplicaciones donde se requiere resistencia a la abrasión y al desgaste.
3. Quebradizas: A pesar de su resistencia, las cerámicas son quebradizas y tienden a fracturarse cuando se someten a tensiones o impactos.
4. Baja conductividad térmica: No conducen bien el calor y generalmente requieren temperaturas muy altas para fundirse.
5. Variedad de aplicaciones: Tienen una amplia gama de aplicaciones, desde productos de consumo como vajillas y ladrillos hasta aplicaciones industriales como revestimientos protectores y materiales resistentes al calor.

Características de los vidrios:

1. Materiales amorfos: Son materiales amorfos, lo que significa que no tienen un arreglo regular y periódico de átomos como los cristales.
2. Amplia variedad de aplicaciones: Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde ventanas y envases hasta componentes electrónicos, pantallas de dispositivos y lentes ópticas.
3. Tratamiento térmico: Pueden someterse a tratamientos térmicos, como el temple, para aumentar su resistencia y durabilidad.

Características de los vidrios-cerámicos:

1. Materiales compuestos: Los vidrios-cerámicos son materiales que resultan de la formación de vidrios con la nucleación de cristales pequeños dentro de ellos. Estos materiales se utilizan en aplicaciones específicas, como sustratos para espejos de telescopios.
2. Combinación de propiedades: Los vidrios-cerámicos combinan características de los vidrios y las cerámicas, lo que les permite tener propiedades específicas para aplicaciones particulares.
3. Ejemplo de aplicación: El ZerodurMR es un ejemplo de vidrio-cerámico utilizado en la construcción de sustratos de espejos para telescopios de gran tamaño debido a su estabilidad dimensional y baja expansión térmica.

Características de los semiconductores:

1. Naturaleza de los materiales: Los semiconductores se basan en materiales como el silicio, el germanio y el arseniuro de galio.
2. Conductividad eléctrica intermedia: La conductividad eléctrica de los materiales semiconductores se encuentra entre la de los aislantes cerámicos (malos conductores) y la de los conductores metálicos (buenos conductores). Esta característica los hace únicos y esencialmente controlables en términos de conductividad.
3. Fundamentales en la era de la información: Los semiconductores han desempeñado un papel fundamental en la revolución de la información. Han permitido la creación de dispositivos electrónicos como transistores y diodos, que a su vez se utilizan para construir circuitos integrados (chips) presentes en computadoras y dispositivos electrónicos.
4. Control de la conductividad: En algunos semiconductores, es posible controlar y modificar su nivel de conductividad eléctrica, lo que permite la fabricación de dispositivos electrónicos precisos.
5. Producción de monocristales y películas delgadas: Para muchas aplicaciones, se requieren monocristales grandes de semiconductores, que se producen a partir de materiales fundidos. Además, se fabrican películas delgadas de materiales semiconductores mediante procesos especializados para su integración en dispositivos electrónicos.

Recuperado de: https://sensoricx.com/wp-content/uploads/2020/08/semiconductores.png

Características de los polímeros:

1. Naturaleza orgánica: Son materiales orgánicos compuestos principalmente de carbono, lo que los hace versátiles y adaptables.
2. Buenos aislantes eléctricos y térmicos: Son eficaces como aislantes eléctricos y térmicos, lo que los hace útiles en una variedad de aplicaciones.
3. Relación resistencia/peso favorable: A pesar de su menor resistencia en comparación con otros materiales, los polímeros tienen una buena relación entre resistencia y peso, lo que los hace ligeros pero aún fuertes para muchas aplicaciones.
4. Amplias aplicaciones: Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde dispositivos electrónicos hasta productos de consumo y aplicaciones industriales.
5. Polímeros termoplásticos y termoestables: Los polímeros termoplásticos son flexibles y moldeables, mientras que los termoestables son más resistentes pero tienden a ser más quebradizos.
6. Resistencia a sustancias químicas corrosivas: Muchos polímeros son resistentes a productos químicos corrosivos, lo que los hace adecuados para entornos químicos adversos.

• Askeland, D. y Wright W. (2016). Ciencia e ingeniería de los materiales (7a. ed.). Cengage Learning.
• Newell, J. (2011). Ciencia de Materiales. Aplicaciones en Ingeniería. Alfaomega grupo editor.
• Güemes, A. y Martín, N. (2012). Ciencia de materiales para ingenieros. Pearson Educación.

Recuperado de: https://quimialmel.mx/wp-content/uploads/2015/09/sector-ceramica-y-vidrio.jpg

Características de los materiales compuestos:

1. Combinación de propiedades: Los materiales compuestos se crean al combinar dos o más materiales diferentes con el objetivo de aprovechar y combinar las propiedades individuales de cada uno de ellos. Esta combinación genera propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales simples por separado.
2. Variedad de aplicaciones: Los materiales compuestos tienen una amplia gama de aplicaciones, desde la construcción de aviones avanzados y vehículos aeroespaciales hasta la fabricación de equipos deportivos como bicicletas, palos de golf y raquetas de tenis.
3. Propiedades mejoradas: Los materiales compuestos pueden producirse para ser ligeros, resistentes, dúctiles y resistentes a temperaturas extremas, lo que los hace adecuados para aplicaciones donde se requieran estas propiedades específicas.
4. Mejora del rendimiento: Se menciona un ejemplo en el texto sobre el Boeing 787, que utiliza plástico reforzado con fibras de carbono en lugar de aluminio en muchos de sus componentes para mejorar el rendimiento del combustible. Esto ilustra cómo los materiales compuestos pueden mejorar el rendimiento en aplicaciones específicas.
5. Ligereza y rigidez: Los materiales compuestos pueden ser ligeros y rígidos al mismo tiempo, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que se requiere resistencia y durabilidad sin añadir demasiado peso.
6. Amplio rango de aplicaciones: Los materiales compuestos se utilizan en una variedad de industrias, desde la aeroespacial hasta la automotriz, la construcción y el deporte, debido a su capacidad para combinar y mejorar las propiedades de los materiales individuales.

Recuperado de: https://tecnocorte.com/blog/wp-content/uploads/2020/11/tableros-compuestos-madera.jpg

Recuperado de: https://propiedadesatomicasvariacionesperiodicas.files.wordpress.com/2017/11/8f967-aleaciones.jpg

Recuperado de: https://slideplayer.es/11620664/43/images/slide_1.jpg

Recuperado de: https://images.slideplayer.es/13/3967665/slides/slide_13.jpg

Características de los metales:

1. Conductividad eléctrica y térmica: Los metales tienen una excelente conductividad eléctrica y térmica, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que se requiere transferencia de calor o electricidad eficiente.
2. Resistencia relativamente alta: Los metales tienden a ser fuertes y pueden soportar cargas y tensiones considerables, lo que los hace adecuados para aplicaciones estructurales.
3. Gran rigidez: Los metales son rígidos y mantienen su forma original bajo cargas aplicadas.
4. Ductilidad o formabilidad: Los metales son materiales dúctiles, lo que significa que pueden deformarse plásticamente sin romperse. Esto facilita la fabricación de componentes y estructuras con formas específicas.
5. Resistencia al impacto: Los metales también son resistentes al impacto, lo que los hace adecuados para aplicaciones en las que se pueden someter a golpes o choques.

Características de las aleaciones:

1. Combinación de propiedades: Las aleaciones se crean al mezclar un metal base con uno o más metales o no metales adicionales. Esta combinación permite modificar y mejorar las propiedades del metal base para adaptarlo a aplicaciones específicas.
2. Mejora de la resistencia: Las aleaciones suelen ser más resistentes que los metales puros, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en las que se requiere una mayor resistencia mecánica.
3. Adaptabilidad: Las aleaciones permiten a los ingenieros y fabricantes ajustar las propiedades del material para satisfacer requisitos específicos, como la resistencia a la corrosión, la dureza, la conductividad eléctrica, etc.
4. Ejemplos específicos: El texto menciona el acero como una aleación de hierro con adiciones de carbono que mejora su dureza y resistencia. También se menciona que el oro puro es un metal blando, pero al agregar cobre como aleación, se mejora su resistencia, lo que es beneficioso para la fabricación de joyas.