Propiedad De Los Materiales

En los últimos 20 años se han realizado más descubrimientos que en el resto de la historia de la Humanidad y la incorporación de principios científicos a tecnologías aplicables a la vida cotidiana se está produciendo a una velocidad incomparable con la del pasado.

La primera mitad del siglo veinte se caracterizó por el empleo de las mismas fuentes energéticas que en el siglo anterior, con el desarrollo adicional de la electricidad industrial y la búsqueda del dominio de la energía atómica.

En este periodo, las principales innovaciones tecnológicas fueron: en la industria, la invención creciente de aparatos domésticos, la obtención de nuevos materiales de construcción como el hormigón armado y el cristal, de fibras sintéticas para la producción textil, y de accesorios plásticos; en medicina, el hallazgo de sustancias contra las infecciones, como la penicilina y otros antibióticos; la mejora de los conocimientos en agricultura, alimentación y técnicas de conservación de alimentos; en el transporte la producción en serie del automóvil, que se convirtió en el medio predominante de locomoción, la invención del aeroplano; en los medios de comunicación el desarrollo de la cinematografía así como de la televisión creada a partir del invento del cinescopio en los años veinte.

Las personas nos vemos inmersas en un universo fabricado a partir de materiales de naturaleza metálica, polimérica, cerámica y todas sus posibles combinaciones. Estos materiales sustentan nuestro presente bienestar y hacen factibles nuestro progreso futuro. Han sido tan importantes los materiales en la vida del hombre que los historiadores han clasificado las primeras edades de la humanidad, según los materiales utilizados; así han surgido las edades de la Piedra, del Bronce y del Hierro. Podemos afirmar que en los albores del siglo XXI nos encontramos al comienzo de una nueva etapa marcada por el devenir de los nuevos materiales. No es difícil imaginar el impacto que la investigación en nuevos materiales va a tener en el próximo futuro en la sociedad actual.

La investigación y desarrollo de nuevos materiales constituye una actividad básicamente multidisciplinar que requiere el concurso de la Física, la Química y la Ingeniería y que en la actualidad ha adquirido unos niveles muy elevados de conocimiento tanto científico como tecnológico.

Cerámica

España es uno de los países más destacados a nivel mundial en la producción de materiales cerámicos de los llamados tradicionales, a saber: ladrillos y tejas, cerámica de mesa, cerámica sanitaria, porcelana artística, pavimentos cerámicos, aisladores cerámicos y ladrillos refractarios. La producción de este sector ha alcanzado en los últimos años un elevado nivel de automatización y su volumen de facturación significa casi el 2% del PIB. Por esta razón actualmente una parte importante de la innovación tecnológica en este sector está orientada a minimizar los niveles de consumo específico de energía y de contaminación y otra parte sustancial a lo que se denomina innovación de producto.

La cerámica tradicional se ha beneficiado directa e indirectamente de los avances conseguidos en los grandes desarrollos y programas de investigación que se han llevado a cabo en la búsqueda de nuevos materiales, de la misma manera que la industria tradicional del automóvil se beneficia de los avances conseguidos en la Fórmula-1. Es decir: incorporando nuevos procesos de fabricación; optimizando la relación micro estructura/ propiedades, e incorporando nuevas herramientas y nuevos conceptos al proceso de control de calidad de sus productos.

El desarrollo que ha sufrido la cerámica en las últimas décadas ha estado conducido por la necesidad. La histórica crisis del petróleo de 1973 acabó con el sueño dorado de la energía barata e hizo que los procesos productivos cambiaran drásticamente para disminuir los consumos energéticos.

Aun siendo los materiales cerámicos los primeros que aparecen en la historia del hombre, muy por delante de los metales, el nivel en que se encuentra su desarrollo a principios de los setenta puede ser calificado de muy rudimentario. Por ello, podemos afirmar que lo que hoy entendemos por cerámica estructural tiene su origen no hace más de treinta años.

Otra importante familia de materiales cerámicos estructurales que se ha desarrollado en los últimos veinte años son los basados en nitruro de silicio. Este tipo materiales (carburos, boruros y nitruros) como consecuencia de su enlace covalente poseen elevados módulos elásticos y elevada dureza. Particularmente el nitruro de silicio. )

En la actualidad se han obtenido en distintos laboratorios de Europa, Japón y USA diferentes tipos de materiales cerámicos laminados y recubrimientos laminados tales como: laminados compatibles con interfaces rígidas, por ejemplo, alúmina-alúmina y materiales laminados incompatibles, por ejemplo, alúmina-titania, alúmina-circón; recubrimientos reactivos sobre sustratos cerámicos, por ejemplo, alúmina-dolomita para dar mediante calcinación a 1.650ºC, recubrimientos texturados de hexaluminato cálcico; y barreras térmicas sobre sustratos metálicos, por ejemplo, recubrimientos de circonia-alúmina sobre álabes de turbina de gas de superaleaciones de Ni.

Metales

El conocimiento de sus propiedades y las destrezas en su obtención y transformación han ido marcando, sucesivamente, las distintas etapas históricas a través de las que la especie humana se ha desarrollado (Edad del Cobre 7.000 a.C, del Bronce 2.800 a.C o del Hierro 1.500 a.C). El descubrimiento de que la fusión y mezcla de metales cambiaba drásticamente las propiedades de éstos constituyó un hito en nuestro desarrollo, que dejaba entrever el valor estratégico, comercial y vital de los metales.

La investigación científica persigue conseguir unos materiales que combinen, junto con su viabilidad económica (costes de producción aceptables): elevadas propiedades mecánicas (alto límite elástico, carga de rotura y dureza, resistencia a la fatiga y al desgaste, tolerancia al daño); elevada resistencia a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas, y procesado susceptible de aplicación industrial y fácil disponibilidad de los constituyentes de la aleación.

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