Material de apoyo y complementario sobre materiales-Escuela técnica N° 2 de Berazategui (no oficial) Docente: Adrian Maglieri contacto:antimedio@gmail.com
NUEVOS MATERIALES
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Otras aplicaciones
Son productos de nuevas tecnologías fruto del desarrollo de la
química y la física aplicada, de la ingeniería y de la ciencia de los
materiales. Se han diseñado para responder a nuevas necesidades o a alguna
aplicación tecnológica.
El rápido progreso
de la electrónica durante la segunda mitad del siglo XX se explica por el
refuerzo mutuo entre la investigación de materiales y su aplicación industrial
práctica en áreas tan distintas como la ingeniería, la medicina, la
construcción, las telecomunicaciones o la informática.
Los avances de la
física y la aparición de la electrónica combinada con los progresos de la
ciencia de los materiales han dado lugar a circuitos eléctricos y electrónicos
muy reducidos capaces de controlar señales eléctricas de muy baja intensidad,
gracias a nuevos materiales eléctricos como:
Semiconductores: Materiales como el silicio, galio o selenio, arseniuro
de galio, etc., cuya resistencia al paso de la corriente depende de factores
como la temperatura, la tensión mecánica o el grado de iluminación que se
aplica. Con ellos se fabrican microchips para ordenadores y circuitos de
puertas lógicas.
Superconductores: Materiales como el mercurio por debajo de 4 K de
temperatura, nanotubos de carbono, aleaciones de niobio y titanio, cerámicas de
óxidos de itrio, bario y cobre, etc., que al no oponer resistencia al paso de
la corriente eléctrica, permiten el transporte de energía sin pérdidas.
Piezoeléctricos:
Materiales como el cuarzo, la turmalina, cerámicas y materiales plásticos
especiales, dotados de estructuras microcristalinas, que poseen la capacidad de
transformar la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Se utilizan como
sensores y actuadores en dispositivos electrónicos como relojes, encendedores,
micrófonos, radares, etc.
Otros nuevos
materiales son:
Siliconas:
Polímeros en los que las cadenas están formadas por silicio en lugar de
carbono. Son materiales muy flexibles, ligeros y moldeables. Son aislantes del
calor y de la electricidad y no les afectan ni el agua, ni las grandes
variaciones de temperatura. No sufren rechazo en tejidos vivos. Se usan para
fabricación de revestimientos exteriores, tapar y sellar grietas, fabricación
de prótesis e implantes, material quirúrgico, cirugía estética, etc.
El coltán:
formado por dos minerales, la columbita y la tantalita, de los que se extraen
el tántalo y el niobio, metales necesarios para la fabricación de
microprocesadores, baterías de móviles, componentes electrónicos, aleaciones de
acero para oleoductos, centrales nucleares, etc. El 80% de las reservas
conocidas se encuentra en la República Democrática del Congo. Por ello hay en
esta región una amplia zona de conflicto y de guerras por el control de las
minas de diamantes, oro, uranio y coltán.
La fibra
óptica: son fibras constituidas por un núcleo central de vidrio muy
transparente, dopado con pequeñas cantidades de óxidos de germanio o de
fósforo, rodeado por una fina capa de vidrio con propiedades ópticas
ligeramente diferentes. Atrapan la luz que entra en ellas y la transmiten casi
íntegramente.
Materiales
inteligentes, activos o multifuncionales: materiales como los recubrimientos
termocrómicos, capaces de responder de modo reversible y controlable a
diferentes estímulos físicos o químicos externos, cambian de color según la
temperatura, en caso de incendio, movimientos, esfuerzos, etc. Se utilizan como
sensores, actuadores, etc. en domótica y sistemas inteligentes de seguridad.
Materiales con
memoria de forma: materiales como las aleaciones metálicas de níquel y titanio,
variedades de poliuretano y poliestireno capaces de «recordar» la disposición
de su estructura espacial y volver a ella después de una deformación. Se
utilizan en sistemas de unión y separación de alambres dentales para
ortodoncia, películas protectoras adaptables y válvulas de control de
temperatura.
Materiales
híbridos: materiales formados por una fibra y una matriz, como fibras de vidrio
y de carbono con una matriz de poliéster o matriz metálica o de cerámica. Son
materiales ligeros y de gran resistencia mecánica y altas temperaturas,
utilizados en la industria aeronáutica y de embarcaciones, en motores y
reactores de aviación.
Los materiales que no conducen la electricidad se llaman aislantes como por ejemplo los plásticos, el vidrio o la madera. En este caso los electrones están fuertemente unidos al núcleo. Un aislante eléctrico es un material que no permite el paso de corriente a su través; existen aislantes naturales , como la madera o todos los materiales pétreos, y aislantes artificiales como los materiales plásticos. No todos los metales conducen la corriente con la misma facilidad: el mejor conductor conocido es la plata, seguido de cerca por el cobre, y algo menos el oro y el aluminio. Lógicamente, el alto precio de los metales preciosos como la plata hacen inviable su uso como conductores de amplio uso, por lo que se utiliza habitualmente el cobre. En los casos en los que se necesita menos peso, se pone aluminio, que aunque presenta una conductividad menor que el cobre, es bastante más ligero. Lo...
La corrosión puede consumir lentamente incluso el mayor trozo de hierro, lo que conduce al debilitamiento de partes vitales de la maquinaria y, finalmente, a una falla mecánica. Dado que la mayoría de las máquinas pesadas están equipadas con piezas giratorias, la corrosión puede causar que estas se atasquen. Evitar la corrosión en metales es importante para evitar que este proceso corrosivo provoque una pérdida de productividad, de producción y por consiguiente un aumento de costes, derivados de la menos capacidad productiva de la maquinaria. ¿Cuáles son los metales que no sufren corrosión? Los metales nobles (entre otros, oro, plata, platino y los platinoides), son aquellos metales que no sufren el fenómeno de corrosión u oxidación cuando se exponen a las condiciones corrosivas de los ambientes acuosos, ácidos o no, con presencia de O2. Es un proceso químico que se forma naturalmente en el metal debido a agentes como el oxígeno, la humedad, la exposición a altas temper...
MATERIALES La palabra material hace referencia a aquello perteneciente o relativo a la materia, que es opuesto a lo espiritual. De todas maneras, el concepto tiene diferentes usos según el contexto. Para la ciencia, un material es cualquier conglomerado de materia o masa. En ingeniería, un material es una sustancia (compuesto químico) con alguna propiedad útil, ya sea mecánica, eléctrica, óptica, térmica o magnética. La ciencia de materiales es un campo multidisciplinario que estudia conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad. EL CONOCIMIENTO DE LOS MATERIALES Históricamente, el desarrollo y la evolución de las sociedades han estado íntimamente vinculados a la capacidad de sus miembros para producir y co...
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