MATERIALES (Definiciones y clasificación)

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 conformar los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. Los prehistoriadores han encontrado útil clasificar las primeras civilizaciones a partir de algunos materiales usados: Edad de Piedra, Edad de Bronce, Edad del Hierro.

Las primeras civilizaciones tuvieron una disponibilidad bastante más reducido de diferentes materiales que las civilizaciones más tecnificadas. Inicialmente sólo se disponía de materiales naturales o seminaturales como piedras, madera, arcilla, cuero, etc.
 
Los metales no-preciosos raramente se encuentran en la naturaleza, sino que están en formas de minerales y se requiere un proceso de separación del metal puro a partir del mineral correspondiente. Con el transcurso del tiempo, en diversas áreas del planeta se llegó a técnicas para producir materiales con nuevas propiedades superiores a las de los naturales (principalmente aleaciones).

MATERIAS PRIMAS Y MATERIALES
 
 
La expresión materias primas presenta dos enfoques distintos, por un lado se puede considerar que abarca las sustancias no elaboradas obtenidas del subsuelo o producidas por la agricultura que son la base de los materiales que se utilizan en la producción de bienes o la provisión de servicios, pero por otro lado se puede considerar que abarca los materiales de base requeridos para la fabricación de un producto. Las materias primas son uno de los grandes pilares del desarrollo técnico-tecnológico.
Aleaciones
Una aleación es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos.
 
Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por ejemplo Fe, Al, Cu, Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes fundan.
 
Las aleaciones generalmente se clasifican teniendo en cuenta cuál o cuales elementos se encuentran presentes en mayor proporción, denominándose a estos elementos componentes base de la aleación. Los elementos que se encuentran en menor proporción serán componentes secundarios o componentes traza.
Las aleaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos: aleaciones ferrosas y aleaciones no ferrosas.

Así pues:
1)      ALEACIONES FERROSAS
     Base de la aleación: Fe
Componentes secundarios: metales (por ejemplo: Mn, Ni, V, Cr, Co)
no metales (por ejemplo: C, P, Si, S)

2)      ALEACIONES NO FERROSAS
     Base de la aleación: Cu
Se emplean ampliamente en la industria debido a que presentan alta conductividad térmica y  eléctrica.

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
1.- Clasificación de los materiales en función de su origen

En función de su origen, los materiales se pueden clasificar en: de origen mineral, de origen vegetal y de origen animal. Las materias primas de origen mineral pueden considerarse como no renovables, mientras que las de origen vegetal y animal pueden considerarse renovables.

MATERIALES DE ORIGEN MINERAL
MATERIALES METÁLICOS
MATERIALES NO METÁLICOS
MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL
MATERIALES DE ORIGEN ANIMAL

2.- Clasificación de los materiales en función de su naturaleza

En función de su naturaleza los materiales se pueden clasificar en:

Naturales.
Artificiales.

MATERIALES NATURALES
Los materiales naturales son los que (en estado bruto, o sujetos a un proceso de purificación) existen en la naturaleza (por ejemplo: hierro, madera, cobre, petróleo, agua, mármol, arena, etc.).

MATERIALES ARTIFICIALES
Los materiales artificiales son los producidos por el hombre, partiendo de materiales naturales (por ejemplo: el papel, el bronce, el latón, el vidrio, la cerámica, etc.).
Entre los artificiales podemos señalar a los sintéticos.

3.- Clasificación de los materiales en función de su estructura
Desde una óptica ingenieril, los materiales técnicos se pueden clasificar, según su estructura (atómica y/o microscópica), en cuatro grandes grupos:
Metales,
Cerámicas (y vidrio),
Polímeros y
Semiconductores, (a éstos se les pueden agregar los compuestos).
Los materiales compuestos son mezclas no homogéneas de los tres primeros.

TP N° 1- Materiales-Definiciones

1-Definiciones de material para la ciencia y la ingeniería.
2-¿Qué sucede con los metales no preciosos?
3-¿Qué es una aleación?
4-¿Qué es la ciencia de los materiales?
5-¿Qué es una materia prima? Dar ejemplos.
6-¿En qué tres grandes grupos pueden clasificarse los materiales?
7-Realice un mapa conceptual que ordene los conceptos recorridos de clasificación de materiales.
8-Buscar información sobre nanotecnologia.
 
Ver la página http://www.inti.gob.ar/nanotecnologia/