Hoy en día, se habla de la ciencia de los materiales, que se encarga de conocer a profundidad de como se compone cada material, ayuda a establecer su nivel de rigidez y resistencia ante las diferentes situaciones que puedan presentarse de forma natural o propiciadas por el hombre estableciendo así lo que conocemos como la clasificación de los materiales.
Concepto y definición de Materiales
Los materiales son todos aquellos elementos que permiten la elaboración o construcción de un objeto determinado. Estos presentan distintos niveles de consistencia, durabilidad, resistencia, rigidez o elasticidad, los cuales permiten al ser humano escoger el material que mejor se adapte a sus necesidades.
Hay materiales que se consiguen de forma natural o que han sido creados por el hombre, mediante los procesos de transformación de esos materiales de origen natural.
Características y clasificación de los materiales
Para determinar las características de un material de deben realizar estudios que permitan determinar las propiedades intrínsecas, anatómicas y atómicas del mismo, con lo cual se puede terminar hasta que punto puede ser modificado.
También es necesario que se establezca la resistencia del material en el tiempo, ya que todo ello ayudará a utilizar los mejores materiales y los más adecuados para la realización de un objeto, sin importar cuan grande y complejo sea, siempre se escogerá el material ideal para ello.
Hay diferentes formas y tipos de clasificación de los materiales, puede ser según la estructura atómica (metales, cerámicas, polímeros, materiales compuestos), según sus propiedades (estructurales, funcionales) y según uso industrial.
Clasificación de los materiales según su estructura atómica
Metales
Con estos materiales se pueden crean estructuras resistentes. Ellos pueden se moldeados mediante diferentes procesos, entre ellos destacan los procesos calóricos. Aunque, hay metales que pueden ser transformados por químicos junto con temperaturas bajas.
Lo que es cierto, es que dentro de los materiales ellos con los que mejor a los cambios, gracias a que sus características intrínsecas admiten que se unan varios de ellos y se creen aleaciones muy resistentes de una excelentísima calidad. A su vez los metales pueden clasificarse según algunas características, como son:
- La conductividad, la cual es la condición atómica que permite el paso de la energía a través del metal, desde un punto a otro. Se habla que es conductor porque el no emite ni sirve de destino para esa energía.
- La solidez, no solo desde el punto de vista individual sino en conjunto, es decir, su solidez cuando se forma una estructura.
- La maleabilidad, ella se encuentra presente en la gran mayoría de los metales. Esto ocurre gracias a que ellos pueden desfragmentarse y hacerse láminas.
De los materiales metálicos más utilizados por el hombre son el hierro y el acero, debido a que con ellos se construyen la gran mayoría de las edificaciones, de las herramientas y otros elementos fundamentales para el desarrollo de la vida diaria del hombre.
Cerámicas
Es uno de esos materiales que se forman a partir de la unión de otros materiales encontrados en la naturaleza. Para crearla se necesitan una serie de tipos de silicatos (por ejemplo, la arcilla, la sílice y el feldespato).
Es por ello, que la cerámica es el resultado de los minerales y pastas que se utilizan para crear distintos tipos de cerámicas no solo la cerámica convencional sino hasta la utilizada en los tratamientos dentales.
Los polímeros
Son el resultado de la unión de diferentes sustancias químicas, en la que se muestra la redundancia o liga de dos o más elementos de igual carga, por lo cual se llegan a formar lo que se conoce como biomoléculas de gran tamaño, las cuales se definen como macromoléculas. Se tienen a disposición dos tipos de polímeros los polímeros naturales y los polímeros sintéticos.
Los polímeros naturales, son todos aquellos que se conservan en su estado elemental y como derivados del componente químico del cual son parte. A ellos se les conoce como biopolímeros, debido a su nivel de complejidad estructural y la desfragmentación de ellos, convirtiéndose en elementos fundamentales para el cuerpo, el organismo o el elemento físico-químico del cual forman parte.
Los polímeros sintéticos, son todos aquellos que son derivaciones de los elementos químicos repetitivos, pero ellos no tienen una composición química intrínseca muy compleja. Desde hace muchos años, son empleados dentro del sector industrial y comercial.
Materiales compuestos
Son todos esos materiales se crean a partir de la conformación, unión, fragmentación y sintetización de otros materiales. Es decir, se necesita de otros elementos para poder elaborarlos. Para ellos se pueden emplear diversos procesos físicos o químicos, según sea los materiales base que se utilicen.
En muchos casos es necesario probarlos de muchas maneras con tal de establecer su resistencia y durabilidad, además de cuan manejables o no pueden llegar a ser.
Cuando se trata de materiales metálicos, es fundamental la transformación de ellos en placas o laminas, con las cuales se puede proceder a unir para crear un material mas complejo y resistente, de tal forma que se puedan aprovechar al máximo sus propiedades físicas. Los metales son los materiales compuestos por excelencia.
Clasificación de los materiales según sus propiedades
Materiales estructurales
Son todos aquellos materiales que se configuran por la realización o el sometimiento de los procesos mecánicos con lo cual se logra que ellos se unan entre si, pero sin que ello modifique su constitución individual.
Se denominan de esta forma, porque con ellos se elaboran estructuras solidas o sirven para revestir y consolidar estructuras ya construidas o conformadas. Para ello, se aprovechan las cualidades obtenidas de los procesos de aleación y conjunción de la materia.
Materiales funcionales
Los materiales de este tipo por lo general son costosos, ya que ellos se producen en cantidades pequeñas y su proceso de creación no es nada sencillo. Por lo general, ameritan una gran cantidad de materias y elementos primarios.
Por lo cual, se obtienen diversas cualidades que se distinguen desde diferentes puntos de vista, por ejemplo, el químico, el magnético y el eléctrico. Estas cualidades hacen que su uso sea especializado y exclusivo para situaciones determinadas, lo que contribuye a sus altos costos
Clasificación de los materiales según su uso industrial
Materiales conductores
Aquí se incluyen todos aquellos materiales que sirven de vehículo para el desplazamiento de la energía eléctrica de un punto a otro. Son independientes a la fuente de origen y el destino final de la misma.
A pesar de que estos materiales terminan siendo los portadores de la energía, debido a que ella se adhiere a las cualidades físicas y químicas de ellos permitiendo que estos se carguen de ella y se mantengan en constante conducción, hasta el momento en que ocurra una interrupción del flujo energético.
Lo importante es que estos materiales presentan una gran resistencia y tienen una capacidad de conducción superior en especial los que permiten un alto nivel de densidad de corriente.
Materiales semiconductores
Son esos materiales que se encuentran al limite de los que conducen y los que no conducen la energía (aislantes). Su característica radica, en el número de agentes portadores y conductores de energías suelen ser muy pocos si se comparan con la cantidad que tienen los materiales conductores. Por lo que se produce una limitación dentro del pase de energía.
Materiales dieléctricos
Estos materiales se denominan de esta forma gracias a su particular y distintiva formación química. Para ella intervienen únicamente los dipolos, esto ocurre porque los electrones se encuentran unidos, motivo por el cual los mismos suelen deslizarse hacia cada uno de los extremos sin llegar a agruparse.
Materiales magnéticos
Esta clasificación de los materiales se denomina de esta manera porque ellos poseen dentro de su estructura molecular partículas y electrones que se mueven constantemente cuando se sienten atraídos por las fueras de los distintos campos de energía eléctrica. Los electrones y partículas se deslizan hacia el lado donde los campos energéticos se ubiquen, con lo cual se produce la polarización.
Materiales ópticos
Son todos aquellos materiales que tienen la cualidad de proyectar o trasladar la luz. Ellos son capaces de refraccionar la luz, por lo cual estos materiales son muy utilizados en la industria oftalmológica, especialmente en la elaboración de los cristales empleados en los diferentes tipos de monturas.
Para la vida actual es importantísimo, clasificar los materiales que se tienen a disposición. De ello dependerá un mejor uso y la construcción, fabricación o elaboración de objetos (de cualquier índole) que satisfagan las necesidades del hombre.
Gracias a los avances tecnológicos y científicos, cada día aparecen nuevos materiales (de forma natural o por los experimentos que se hacen con ellos) y el hombre busca darle los mejores usos posibles.
De igual forma, el hombre experimenta con la clasificación de los materiales logrando ampliar su rango de uso y no limitarlos a una sola función. Para no correr el riesgo de subutilizar ese material y dejando de aprovechar ciertas cualidades.
El desarrollo de las industrias a logrados que se aprovechen no solo los materiales convencionales sino se comience a utilizar otros que por mucho tiempo fueron considerados inferiores o simplemente no se contaba con la maquinaria necesaria para su transformación.
Los avances científicos han logrado que se mejoren los materiales a su máxima expresión y en algunon casos a logrado que se utilicen otros muy diferentes, pero con mejores resultados.
Un ejemplo sencillo de ello puede ser el uso de los metales en las reconstrucciones dentales, hoy en día se utilizan muy poco el metal (y el que se emplea es de la mejor calidad).
Por lo general se emplea en las bases de los elementos, pero la porción que queda a la vista se realiza en diferentes tipos de cerámicas, las cuales ofrecen una apariencia mas natural pero sobre todo son mas resistentes al uso constante y a la presión ejercida en ellos. Los materiales evolucionan a medida que el hombre evoluciona, tiene una relación simbiótica.
En este artículo encontrarás los siguientes temas: