Estructuras, arreglos y movimiento de los átomos

Estructuras, arreglos y movimiento de los átomos.

Introducción:

Los materiales son clasificados en varios grupos los cuales son:

• Metales
• Cerámicos
• Polímeros
• Semiconductores
• Materiales compuestos.

El comportamiento de los materiales, que se encuentran en cada grupo es determinado por su estructura.

El arreglo de los átomos para formar una estructura cristalina o amorfa influye mucho en las propiedades de los materiales.

La estructura electrónica de un átomo determina la naturaleza del enlace la cual es de gran importancia ya que contribuye a gobernar las propiedades mecánicas y físicas de ese material.

Las imperfecciones en el arreglo atómico pueden desempeñar un papel fundamental en nuestro conocimiento de la deformación como las propiedades mecánicas y otras propiedades.

En los siguientes puntos a tratar se describe la importancia de los materiales como su clasificación-arreglos atómicos-las imperfecciones de los átomos.

Desarrollo:

1. Importancia y clasificación de los materiales.

Hay varias formas para clasificar los materiales y una de ellas es describir en 5 grupos.

• Metales y aleaciones.
• Cerámicos, vidrios y vitrocerámicos.
• Polímeros (plásticos)
• Semiconductores
• Materiales compuestos.

Los materiales de cada uno de los grupos poseen distintas estructuras y propiedades; así mismo  diferencias de resistencia, que se comparan en la figura 1, que ilustran el amplio margen de propiedades.

Figura 1: Resistencias representativas de diversas categorías de materiales. [1]

[pic 1]

Como los materiales metálicos se usan mucho en aplicaciones de cargas dinámicas, sus propiedades mecánicas son de un gran interés práctico.

A continuación se dará a conocer una explicación breve de cada grupo.

Metales y aleaciones: En este grupo se incluyen materiales como aceros, aluminios, magnesio, zinc, hierro colado, titanio, cobre y níquel. En general, los metales tienen buena conductividad eléctrica y térmica, los metales y las aleaciones tienen una resistencia relativa alta, de un gran rigidez, ductilidad o formalidad y que gracias a eso su resistencia resiste a los choques térmicos.

Su utilidad es especial en aplicaciones estructurales o bajo cargas dinámicas, aunque en ocasiones se utilizan metales puros. Las mezclas de metales llamadas aleaciones permiten mejorar algunas determinadas propiedades o mejores combinaciones.

Cerámicos, vidrios y vitroceramicos: Los cerámicos se pueden definir como materiales cristalinos inorgánicos (Posibles materiales más naturales) algunos ejemplos de este material serian arena de playa y rocas. Los cerámicos avanzados son materiales obtenidos refinando cerámicos naturales y otros procesos especiales, algunos cerámicos se usan como recubrimientos, actuando como barrera para proteger sustratos metálicos, o también en sustratos que albergan chips de computadora, sensores, actuadores, capacitores comunicaciones inalámbricas y aislantes eléctricos, o para uso del consumidor como lo son pinturas, plásticos y neumáticos, y en aplicaciones industriales como losetas para transbordadores espaciales, soporte de catalizador y en los sensores de oxigeno que usan los automóviles

Vidrio: Es un material amorfo, (termino que se aplica a materiales que no tienen arreglo regular y periódico de sus átomos).

Polímeros: Los polímeros son materiales orgánicos comunes, un ejemplo de este tipo seria el caucho y muchas clases de adhesivos.

Semiconductores: La conductividad eléctrica de los materiales semiconductores es intermedia entre la de los aisladores cerámicos y metálicos.

Materiales compuestos: El objetivo principal del desarrollo de estos materiales es combinar las propiedades de distintos materiales. Algunos ejemplos de estos materiales es la madera, concreto, plásticos reforzados con fibras de vidrio. Con materiales compuestos se pueden obtener materiales ligeros, resistentes, dúctiles, y resistentes a altas temperaturas. [1]

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