PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

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PROPIEDADES QUIMICAS

Producen cambios en la composición química del material porque interactúan con otras sustancias. Se trata de una tipología muy interesante en innovación, puesto que la mayoría de los materiales, cuando entran en contacto con otras sustancias, pueden reaccionar creando nuevos materiales.

Son aquellas que se pueden observar sin que cambie la composición del material. Por ejemplo, algunas de las propiedades físicas más importantes de los metales son la densidad, el color, el tamaño y la forma, el peso específico del material y la porosidad entre otras.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

TIPOS DE CARGA

Tipos de carga según su resistencia

Cargas resistentes Son aquellas que pueden soportar peso encima, es decir, que permiten el apilamiento del producto, bien del mismo tipo o soportando la carga de otro tipo de producto. Cargas ligeras Estas cargas pueden apilarse unas sobre otras, pero estableciendo límites. Cargas frágiles Debe ser manipulada con especial cuidado debido a que, por su naturaleza, puede dañarse o estropearse. Su almacenamiento en las estanterías deberá hacerse de forma individual, puesto que no se podrán apilar.

Tipos de carga según la vida útil del producto

Carga perecedera Se trata de productos cuya vida útil es limitada o está determinada bajo una fecha de caducidad, como pueden ser alimentos frescos. Esto implica una necesidad de completar el proceso logístico en un periodo de tiempo concreto y un almacenaje que facilite la rotación de stock

Carga imperecedera: Productos cuya vida útil no condiciona la forma de transportar, recepcionar, almacenar y expedir la carga.

Tipos de carga según su peso

Cargas ligeras: se trata de las cargas que no superan los 5 kg. Cargas medias: este tipo de mercancías tienen un peso mínimo de 5 kg y un máximo de 25 por unidad de carga. Cargas pesadas: en este caso, el peso oscila entre los 25 kg y una tonelada. Cargas muy pesadas: superiores a la tonelada.

Tipos de carga según su volumen

Son las cargas que podemos coger con una sola mano y que generalmente, están unidas por un embalaje. Por ejemplo, los briks de zumo o los packs de cerveza.

Tipos de carga según su contabilización

Son mercancías que requieren un embalaje individualizado. Pueden ser manipulados de 2 formas distintas: por un lado, están aquellas cargas que se pueden manipular de manera individual; y por otro lado, está la carga general unitarizada, es decir, cargas que para su manipulación durante el proceso logístico son unificadas en soportes como cajas, estibas o contenedores

PROPIEDADES TERMICAS

Están relacionadas con la conductividad y se trata de las propiedades que muestra el material cuando el calor pasa a través de él. Es decir, se refieren a los comportamientos característicos que presenta un material bajo carga térmica.

Son el conjunto de características que hace que los materiales se comporten de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, el ambiente, etc.

TIPOS DE MATERIALES

MATERILAES ELECTRONICOS

COMPONENTES

Componentes optoelectrónicos

Componentes optoelectrónicos, son aquellos que transforman la energía lumínica en energía eléctrica, denominados fotosensibles, o la energía eléctrica en lumínica, denominados a menudo electroluminiscentes.

Componentes electromecánicos

A este grupo pertenecen los interruptores, fusibles y conectores.

Componentes pasivos

Los elementos pasivos son aquellos que no tienen la capacidad de controlar la corriente por medio de otra señal eléctrica. Ejemplos de componentes electrónicos pasivos son condensadores, resistencias, inductores, transformadores y diodos

Componentes activos

Los componentes activos son aquellos que son capaces de controlar el flujo de corriente de los circuitos o de realizar ganancias . Fundamentalmente son los generadores eléctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos últimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relación entre la tensión aplicada y la corriente demandada no es lineal

Componentes semiconductores

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de las condiciones en que se encuentre de campo eléctrico, campo magnético, presión, radiación o temperatura ambiente.2 Un componente electrónico semiconductor es aquel que emplea las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores, principalmente el silicio, el germanio y el arseniuro de galio, así como de los semiconductores orgánicos. El componente semiconductor más común es el transistor MOSFET,3 sin embargo, existen muchos otros dispositivos semiconductores como los diodos, BJTs, IGBTs, tiristores, etc

Un componente electrónico es un dispositivo que forma parte de un circuito electrónico.1 Se suelen encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.

CLASIFICACÍON

Según el tipo de energía

Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente transformadores e inductores). Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.). Optoelectrónicos: transforman la energía lumínica en eléctrica y viceversa (LED, células fotoeléctricas, etc.).

Según su funcionamiento

Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control. Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales eléctricas o modificando su nivel

Según el material base de fabricación.

Semiconductores . No semiconductores.

Según su estructura física

Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos, transistores, etc. Integrados: forman conjuntos más complejos, por ejemplo, un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.

MATERILES POLIMÉRICOS

es una sustancia compuesta por grandes moléculas, o macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros.

Tipos de polimerización

PROPIEDADES

PROPIEDADES MECÁNICAS

Son una consecuencia directa de su composición, así como de la estructura molecular, tanto a nivel molecular como supermolecular. Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología: por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.

PROPIEDADES FISICAS

Estudios de difracción de rayos X sobre muestras de polietileno comercial, muestran que este material, constituido por moléculas que pueden contener desde 1000 hasta 150 000 grupos CH2 – CH2 presentan regiones con un cierto ordenamiento cristalino, y otras donde se evidencia un carácter amorfo: a estas últimas se les considera defectos del cristal. En este caso las fuerzas responsables del ordenamiento cuasicristalino

PROPIEDADES ELECTRICAS

Los polímeros industriales en general suelen ser malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes. Las baquelitas (resinas fenólicas) sustituyeron con ventaja a las porcelanas y el vidrio en el aparellaje de baja tensión hace ya muchos años; termoplásticos como el PVC y los PE, entre otros, se utilizan en la fabricación de cables eléctricos

Polimerización por condensación.

En cada unión de dos monómeros se pierde una molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Polimerización por adición.

En este tipo de polimerización la masa molecular del polímero es un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero

MATERIALES METÁLICOS

Se denominan metales a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio y galio (elemento)); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.

PROPIEDADES DE LOS METALES

Los metales poseen propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policroísmo.

Fractura en materiales metálicos

Fractura frágil: Sucede en los metales y aleaciones de alta resistencia o pueden presentarse en los de mala ductibilidad y tenacidad, sin importar que los metales tengan dentro de sus propiedades la ductibilidad al exponerlos a bajas temperaturas pueden fallar por fragilidad, así mismo en las secciones gruesas o por imperfecciones. Las fracturas frágiles son observadas con frecuencia cuando es el impacto y no la sobrecarga lo que causa la falla. El proceso comienza formando una pequeña grieta, imperfección, donde se concentra el esfuerzo. La grieta puede extenderse con una velocidad cercana al sonido, la cual se propaga con más facilidad a lo largo de planos cristalográficos específicos

Fractura dúctil: Suele presentarse en forma transgranular, es decir a través de los granos, en los metales dúctiles y con buena tenacidad. La deformación sucede antes de la fractura final, se puede observar una deformación, la modificación visible que aparenta un cuello, entallamiento o estricción justo en la parte donde se ocasionó la falla. Estas fracturas pueden ser ocasionadas por sobrecargas simples o al aplicar un esfuerzo muy grande al material

Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.

Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)

Ductilidad: propiedad de los metales a moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.

Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.

MATERIALES CERÁMICOS

Es aquel constituido por sólidos inorgánicos metálicos o no metálicos que ha sido fabricado mediante tratamiento térmico. Las cerámicas tradicionales están compuestas de arcilla, sin embargo en la actualidad existen numerosos materiales cerámicos de diferente composición que tienen muchas aplicaciones, por ejemplo en la industria aeronáutica y en medicina.

Clasificación de las cerámicas tradicionales

MATERIALES CERÁMICOS IMPERMEABLES Y SEMI-IMPERMEABLES

Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros. Los más destacados: Gres cerámico común, Gres cerámico fino y porcelana.

MATERIALES CERÁMICOS POROSOS

No han sufrido vitrificación, es decir, el material inicial no se llega a fundir. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes: Arcilla cocida, loza italiana, lozas inglesas y refractarias.

MATERIALES COMPUESTOS

Se forman por la unión de dos o más materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.

CLASIFICACIÓN

ESTRUCTURALES

Están formados tanto por compuestos como por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los llamados paneles sándwich. Los laminares están formadas por paneles unidos entre sí por algún tipo de adhesivo u otra unión. Lo más usual es que cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una dirección preferente, más resistente a los esfuerzos

REFORZADOS CON FIBRAS

Un componente suele ser un agente reforzante como una te: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su resistencia a la tracción, mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser una resina como epoxy o poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un agregado en lugar de una matriz.

ENDURECIDOS POR DISPERSION

El tamaño de la partícula de un material compuesto caracterizado por endurecimiento por dispersión, es muy pequeño (diámetro entre 100 y 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Su resistencia a la termo fluencia es superior a la de los metales y aleaciones.

Sus principales propiedades son: • La fase es generalmente un óxido duro y estable. • El agente debe tener propiedades físicas óptimas. • No deben reaccionar químicamente el agente y la fase. • Deben unirse correctamente los materiales

REFORZADOS CON PARTICULAS

Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil.

TIPOS:Compuestos con partículas propiamente dichas

Topic principal

PRUEBAS DE ESFUERZO

ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN

Es decir cuando la fluencia ha terminado, puede aplicarse más carga.

FLUENCIA

Un ligero aumento del esfuerzo más allá de límite elástico.

COMPORTAMIENTO ELÁSTICO

Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil. Si la muestra responde elásticamente si retorna a su longitud o forma originales cuando se retira la carga que actúa sobre ella

PROPIEDADES MAGNÉTICAS

El origen del magnetismo se encuentra en los movimientos orbitales y de espín de los electrones y en cómo interactúan entre sí. Teniendo esto en cuenta, las propiedades magnéticas de los materiales serán las que determinen la capacidad del material para una aplicación magnética concreta.

PROPIEDADES ÓPTICAS

Esta tipología consiste en la respuesta que presenta un material frente a la exposición a las radiaciones electromagnéticas, especialmente a la luz visible. Cuando la luz incide sobre un material, se pueden producir varios procesos como la reflexión, la refracción, la absorción y la dispersión.

PROPIEDADES MECANICAS

Son aquellas que determinan el comportamiento de un material ante las fuerzas que se le aplican y reflejan la relación entre su respuesta a una carga y la deformación que sufre. Es decir, las propiedades mecánicas de los materiales nos ayudan a medir cómo se comportan los materiales bajo carga para conseguir un rendimiento óptimo del sistema. Las propiedades mecánicas incluyen, entre otras, la densidad, la dureza y la elasticidad.