CAPÍTULO I

PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

I. GENERALIDADES

Es el estudio y puesta en práctica de técnicas de análisis físicos y desarrollo de materiales. También es la disciplina de la ingeniería que trata sobre los procesos industriales que nos proporcionan las piezas que componen las máquinas y objetos diversos, a partir de las materias primas.

II. PROPIEDADES FÍSICAS

Son aquellas que logran cambiar la materia sin alterar su composición. Por ejemplo, cuando moldeas un trozo de plastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente cambia su forma.

Estas propiedades pueden variar en tres estados distintos como:

1) EN SU ESTADO SÓLIDO:

Se producen cuando los materiales se encuentran a una baja temperatura provocando que sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les permite soportar fuerzas sin deformación.

• Las sustancias en su estado sólido tienen las siguientes características:
• Incompresibilidad ( no puede comprimirse) 
• Forma definida. 
• Resistencia a la fragmentación. 
• Volumen tenso. 

2) EN SU ESTADO LÍQUIDO:

Se producen cuando dicho material adquiere el punto de fusión y su principal característica es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

• El estado líquido presenta las siguientes características:
• Fuerza de cohesión menor. 
• Toma la forma del envase que lo contiene. 
• En frío se comprime. 
• Posee fluidez. 

3) EN SU ESTADO GASEOSO:

El estado líquido presenta las siguientes características:

• Fuerza de cohesión casi nula. 
• Forma definida. 
• Toma el volumen del envase que lo contiene. 
• Puede comprimir fácilmente. 
• Ejerse presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene. 
• Los gases se mueven con libertad. 

A) FORMAS Y DIMENSIONES:

Cuando es necesario utilizar medios de fracción o unión para obtener las formas o dimensiones deseadas. P: Pe/V P (peso) Pe (peso específico) V (volumen que puede ser real, aparente con vacíos o poros, o a granel).

B) POROSIDAD:

Cuando el volumen real es menor al volumen que aparenta. P: EV/Va P (porosidad) EV (espacios vacíos) Va (volumen aparente).

C) HIGROSCOPÍA:

Capacidad de ciertos materiales de absorber agua y variar su peso.

D) PERMEABILIDAD:

Capacidad de algunos materiales de dejarse atravesar por líquidos ya sea por presión o capilaridad (la capilaridad es un fenómeno que permite que los líquidos suban en contra de la gravedad) o por ambos. La cantidad de líquido absorbido por capilaridad nos da su poder de absorción, este está íntimamente relacionado con la porosidad la forma, dimensión y comunicación de los poros.

E) HOMOGENEIDAD:

Cuando en todos los puntos encontramos igual estructura molecular o idénticas propiedades.

III. PROPIEDADES TÉRMICAS

A) CALOR ESPECÍFICO:

La cantidad de calor en kcal necesarias para aumentar 1°C un Kg de material.

B) DILATACIÒN:

La capacidad de ciertos materiales de cambiar su volumen por cambios de temperatura. Lo contrario a contraerse, se expande.

C) TRANSMISIÓN DE CALOR:

Se da de cuerpos caliente a fríos, puede ser por: conductividad pasa de molécula a molécula de calientes a fríos, en materiales compactos y homogéneos pasa mejor el calor, lo que nos deja saber que material es conductor o aislante; convección el calor pasa por medio de fluidos, y en el aire del aire caliente al más frío, organizándose corrientes convectoras; radiación no necesita materiales artificiales, por medio de rayos infrarrojos.

D) REFLEXIÓN DE CALOR:
Una parte se refleja y la otra es absorbida. Los atérmanos absorben menos y refleja más, lo contrario los diatérmanos.

IV. PROPIEDADES ACÚSTICAS

A) TRANSMISIÓN DEL SONIDO:

Es la propiedad de algunos materiales de transmitir las ondas sonoras a través de ellos.Los materiales rígidos transmiten el sonido con facilidad a través de ellos.
Los materiales blandos no transmiten el sonido a través de ellos, porque pueden amortiguar el golpe. Cuando más denso es el medio de propagación del sonido, mejor será la transmisión de éste.

B) REFLEXIÓN DEL SONIDO:

Una parte es transmitida y otra absorbida, la parte absorbida se disipa bajo otras formas de energía.Las ondas sonoras, al llegar a un objeto pueden rebotar contra los mismos y viajar en el sentido contrario. Para que esto ocurra, el objeto debe ser rígido, este efecto se le conoce como eco.

V. PROPIEDADES ÓPTICAS

A) COLOR:

El color está conformado por la relación entre los aspectos físicos del mismo, su percepción por el ojo humano y por la interpretación psicológica propia de cada persona.

B) REFLEXIÓN DE LA LUZ:

Cada una, reflexión y absorción, en forma parcial o total. En superficies lisas y brillantes se refleja más que en las rugosas.

C) TRASNMISIÓN DE LA LUZ:

Se da por medio de elementos transparentes como los vidrios, cada uno en mayor o menor grado.

VIII. PROPIEDADES QUÍMICAS

A) COMPOSICIÓN QUÍMICA:

La composición química de un determinado material tiene importancia ya que la presencia o ausencia de determinados compuestos, puede influir sobre sus propiedades o bien en su interrelación con otros materiales. Además de la composición cualitativa interesa en muchos casos conocer los porcentajes de cada elemento, ya que ello puede ser determinante para un uso específico.

B) ESTABILIDAD QUÍMICA:

El término estabilidad química al ser usado en el sentido técnico en química se refiere a la estabilidad termodinámica de un sistema químico.La estabilidad termodinámica ocurre cuando un sistema está en su estado de menor energía o equilibrio químico con su entorno. 

VI. PROPIEDADES MECÁNICAS

A) RESISTENCIA:

Se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas.Es la oposición de forma y a la separación, es decir a la destrucción ´por acción de fuerzas o cargas.

B) TENACIDAD:
La tenacidad es una medida de la cantidad de energía que un material puede absorber antes de fracturarse. Evalúa la habilidad de un material de soportar un impacto sin fracturarse.

C) ELASTICIDAD:

Se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.

D) PLASTICIDAD:

Es la propiedad de mantener la deformación una vez retirada la carga sin romperse ni agrietarse, retiene formas nuevas.

E) MALEABILIDAD:


La maleabilidad es la propiedad de la materia, que junto a la ductilidad presentan los cuerpos al ser elaborados por deformación. Se diferencia de aquella en que mientras la ductilidad se refiere a la obtención de hilos, la maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa.

F) DUCTIBILIDAD:

La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles.

G) FLUENCIA:
La fluencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, quedando una deformación irreversible.

H) RIGIDEZ:

La rigidez es la resistencia que opone un cuerpo a deformarse cuando es sometido a un esfuerzo de flexión o torsión. La rigidez es importante en el material de una llave inglesa o una llave fija.

I) DUREZA:

La dureza es la propiedad que tienen los materiales de resistir el rayado y el corte de su superficie. Por ejemplo: la madera puede rayarse con facilidad, esto significa, que no tiene mucha dureza, mientras que el vidrio cuando lo rayas no queda marca, por lo tanto tiene gran dureza.

J) ISOTROPÍA:

La isotropía es la capacidad de ciertos materiales de producir el mismo comportamiento independientemente frente a fuerzas en diferentes sentidos.