Características de los materiales:

    Buenas a todos compañeros de batalla, en esta entrada vamos a hablar sobre tres puntos, una introducción donde hablare sobre los tipos de materiales y su clasificación, para mas adelante hablar sobre las características de estos, así como de los ensayos que se realizan para comprovar y medir algunas de estas características.
 
    Sobre los familias de los materiales solo decir que hay cuatro, los metálicos, los poliméricos y los compuestos:

    -Los metálicos son compuestos de sustancias inorgánicas, en su fundamento metales, sin contar a las sales ni a los óxidos metálicos, su enlace es de tipo metalico conformado, es decir, con una estructura cristalina. Se encuentran con una resistencia bastante buena sin pasar de las medias temperaturas y son por norma general buenos conductores del calor y la electricidad, menos algunas aleaciones son también deformables y tenaces generalmente con una alta densidad. Como ejemplo pondría al cobre, al aluminio al titanio..

    -Los poliméricos: Se tratan de sustancias orgánicas de base de carbono, hidrógeno y oxígeno. Su enlace atómico es de tipo covalente, es decir, conforman cadenas lineales o redes con muy poca cristalinidad, esto les aporta una resistencia a bajas temperaturas pero no a altas, son malos conductores del calor y la electricidad, dependiendo de cuales son frágiles o tenaces y plásticos con una baja densidad. Los ejemplos serian el nylon, el poliester...

    -Los compuestos: Estan conformados por dos o mas materiales de los dos guiones anteriores, con la idea de mejorar la caracteristica debil de uno y potenciar la fuerte de otro. De esos materiales el material del que se quiere potenciar la propiedad débil se le llama matriz y el potenciador se le llama refuerzo. Como ejemplo mas claro estaría el hormigón armado, en este caso el hormigón actúa de matriz y la varilla metálica que lleva dentro actúa de refuerzo para que aumente la resistencia a la tracción.

    Pasemos ahora a las características de los materiales, estas son 12:

    -La tenacidad es la resistencia que opone un material a ser roto,, dependiendo de las otras características del material sera mas o menos tenaz, por ejemplo si tiene mucha dureza, generalmente es muy poco tenaz, como el cristal. Un ejemplo de material tenáz es el acero.

Acero

    -La dureza es la resistencia que opone un material a ser rayado por otro, existe una tabla de materiales comprendida entre el mas duro conozido, el diamante, y el mas blando, el talco, y entre esos dos se encuentran ocho materiales mas, digamos que el talco no raya a ninguno pero es rayado por todos, y el diamante raya a todos pero no es rayado por ninguno. El mas representativo de la dureza como ya dije es el diamante.

Diamante en bruto

    -La resistencia de un material viene dada por su capacidad de resistir distintos esfuerzos sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse en algún sentido. Un material dotado de una alta resistencia es el carbono, ya que es capaz de resistir grandes esfuerzos, recibir una gran cantidad de tensión y absorber una gran cantidad de fuerzas antes de romperse.

Carbono

    -La elasticidad se define como la capacidad de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar su forma original si estas fuerzas cesan sobre el material. Un ejemplo de material elástico seria el hule, un polímero natural obtenido de la sabia de algunos arboles, repele el agua y es resistente a la electricidad, y muy elástico.

Hule

    -La plasticidad es la capacidad que tienen los materiales sólidos de deformarse de forma permanente e irreversible, cuando esta sometido a tensiones por encima de su límite elástico. El ejemplo mas claro de un material con una alta plasticidad es la plastilina.

Bolucas de plastilina

    -La fatiga es la resistencia que presenta un material ante cargas de fuerza cíclicas, es decir, de forma repetida. El material podrá llegar a romperse mas fácilmente si le sometemos a un esfuerzo de fatiga que si le intentamos romper con una carga estática. Un ejemplo seria un clip mismamente, si le intentamos partir tirando de el nos va a costar mucho, pero si lo doblamos y lo desdoblamos muchas veces acabará por partirse muy fácilmente, en ese caso se dice que se ha producido una rotura por fatiga.

Clip común

    -La fragilidad es la característica de los materiales de fracturarse ante una escasa deformación, esta característica es lo contrario a la tenacidad y absorbe muy poca energía. Como ya dije en uno de los apartados anteriores un muy claro ejemplo de material frágil es el cristal, ya que aunque duro, con muy poca deformación se produce su rotura.

Bombilla frágil

    -La resiliencia es la capacidad de memoria que posee un material para recuperarse de una deformación producto de un esfuerzo externo. Un ejemplo de una resiliencia del 100 % es el poliestireno espumado.

Poliestireno espumado

    -La fusibilidad como su nombre puede indicar es la facilidad que posee un material a fundirse o derretirse, para la soldadura por ejemplo se necesitan materiales con un bajo índice de fusión, ya que es necesario que se funda antes el material con el que soldamos que el material que queremos soldar, para ello el material con el que realizamos la soldadura debe de tener una alta fusibilidad. Un ejemplo de una fusibilidad alta es el estaño, teniendo su temperatura de fusión a 232º centrígrados.

Rollo de estaño para soldar 

    -La conductividad térmica como su nombre indica es la capacidad de los materiales de conducir el calor, dicho mas finamente, es la capacidad de ese material de transmitirse energía cinética de unas moléculas a otras, puede ser a sus mismas moléculas o a las de otro material o fluido con el que esté en contacto. Para este apartado no voy a poner un ejemplo sino que voy a poner alguna comparación, por ejemplo, el hielo es peor conductor térmico que la madera, y la madera es peor conductora térmica que el acero.

Madera quemada solo por una parte

    -La conductividad eléctrica es la capacidad que posee un material de dejar pasar o circular electrones, esta depende de la estructura atómica y molecular del material en cuestión, asi de como la temperatura que posea, ya que a mas temperatura mas difícil es el paso de electrones por un material. Un clarísimo ejemplo de material conductor de electricidad es el oro, ya que no opone apenas resistencia al paso de los electrones por su estructura molecular.

Cable HDMI de oro para mejorar su conductividad

    -La dilatación (térmica) se denomina al aumento o descenso de longitud , de volumen o de alguna otra dimensión que sufre un cuerpo debido a aumentos o descensos de temperatura, es por esto que los puentes estan fabricados con unos cuantos centímentros de sobra por los lados, previendo que con el calor se dilaten y rellenen esos huecos, ya que de no haberlos el puente se quebraría.

Junta de dilatación de un puente

    Bueno, dicho esto pasamos al tercer apartado de esta entrada, en el os voy a hablar de los diferentes ensayos que existen para medir algunas de las características de los materiales, son cuatro y aqui van:

    -Ensayo de tracción: Este consiste en someter a una probeta (un trozo de material de unas dimensiones ya establecidas) a un esfuerzo axial (en direcciones opuestas) de forma creciente hasta que se produce la rotura de esta probeta, con este ensayo se mide la resistencia elástica de un material, dando como resultado una gráfica donde se ve la zona elástica y la zona plástica, asi como el punto de rotura del material.

Resultado de ensayo de tracción

    -Ensayo de compresión: Este esfuerzo mira a determinar la resistencia de un material o su grado de deformación ante un esfuerzo de compresión. Se suele realizar sobre todo sobre hormigones y aceros, aunque por internet hay bastantes vídeos de gente que pone cosas en esa prensa simplemente para ver como explotan.

Ensayo de compresión

    -Ensayo de dureza: El ensayo de dureza consiste en comprobar la resistencia de un material a ser rayado o penetrado por otro, existen varios tipos de ensayos:

    a) Ensayo brinnel: En este ensayo el penetrador es una bola de acero extraduro de cierto diámetro que se apoya sobre la probeta, ejerciendo sobre esta una fuerza durante un tiempo controlado hasta que aparece una huella con el diámetro de la bola.

Resultado de ensayo de dureza brinnel

    b) Ensayo vickers: Este ensayo es igual que el brinnel, solo que en vez de hacerlo con un penetrador de cabeza esférica, se realiza con un penetrador de cabeza piramidal, el objetivo es el mismo, sacar la dureza del material midiendo la sección de la penetración y su profundidad, y en relación con la fuerza aplicada se saca la dureza del material.

Resultado de un ensayo vickers

    c) Ensayo de dureza Rockwell: En este tipo de ensayo solo se establecen las unidades de dureza en relación a la medida de la huella, y es aplicable a todos los materiales metálicos, tanto blandos como duros. Este ensayo consiste en aplicar sobre una superficie plana una fuerza infima para mayor precisión y mas tarde aplicar durante unos quince segundos una fuerza que varia desde 60 hasta 150 kgf, y mediante un "durómetro rockwell" se obtiene el valor de la dureza de ese material en la pantalla de la máquina.

Ensayo de dureza Rockwell

   -Ensayo por péndulo charpy: El péndulo charpy se trata de una máquina compuesta por un péndulo que golpea una probeta con intención de partirla, y con el objetivo de determinar la tenacidad de un material. La probeta ya esta marcada de antemano para que parta por un punto preciso, esta se sujeta por los dos extremos y se golpea con el péndulo. La altura inicial del péndulo y la final determinan la energía perdida en el proceso calculando la diferencia de energía potencial, de ese modo se calcula la tenacidad del material.

Péndulo charpy