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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO Instituto Tecnológico de Comitán

1.1.-INVESTIGACION

CARRERA: Ingeniería Industrial

MATERIA: Propiedades de los materiales

CATEDRATICO: Ing. Jesús Iván Román Montiel

NOMBRE DEL ALUMNO: Zamorano Gutiérrez Reyna Isabel

No. DE CONTROL: A15700531 COMITÁN DE DOMÍNGUEZ, CHIAPAS, 08 DE ABRIL DE 2016

Av. Instituto Tecnológico Km. 3.5. Colonia Yocnajab, El Rosario. C.P. 30000

Comitán, Chiapas. Tels 963 63 2 62 70, 963 63 2 25 17, e- mail: itc@itcomitan.edu.mx www.itcomitan.ed

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Introducción

Las propiedades se definen como un conjunto de características diferentes para cada

cuerpo o grupo de cuerpos, que ponen de manifiesto cualidades intrínsecas de los

mismos o su forma de responder a determinados agentes exteriores: Propiedades

mecánicas (resistencia, tenacidad, dureza, rigidez,…), resistencia a la corrosión,

conductividad térmica y eléctrica, facilidad de conformado, peso específico y

apariencia externa (propiedades sensoriales), factores ecológicos: mínima necesidad

de materia prima y posibilidad de reciclaje y reutilización, precio de la materia prima,…

Estas características vienen determinadas por la estructura interna del material

(componentes químicos presentes y forma de unión de los átomos)

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Índice

Clasificación de los materiales……………………………………………………………………..4

Propiedades de los materiales………………………………………………………………….….7

Identificación de la forma en que se encuentran los materiales en la naturaleza

(Materiales puros)………………………………………………………………………………….10

Metales

No metales

Metaloides

Conclusión…………………………………………………………………………………………..13

Bibliografía………………………..…………………………………………………………………14

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CLASIFICACION DE LOS MATERIALES

Podemos clasificar los materiales en dos grupos: materias primas y materiales de uso técnico. A

continuación vemos un cuadro en el que se explica cada uno de ellos:

MATERIAS PRIMAS

Son todos aquellos materiales que podemos encontrar en la naturaleza.

Clasificación Materia prima vegetal

Materia prima animal

Materia prima mineral

MATERIALES DE USO TÉCNICO

Aquellos con los que se puede fabricar directamente un objeto tecnológico

Clasificación

Material uso técnico orgánico

.

Material uso técnico metálico

.

Material uso técnico pétreo o cerámico

Material uso técnico sintético

Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales

naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal.

A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. Los metales, la piedra o la

arena son materiales de origen mineral.

A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más

importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras

vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho.

Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que usamos en muchas prendas de

vestir, en bolsos, zapatos, etc.

Materiales sintéticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por

ejemplo, el hormigón, el vidrio, el papel o los plásticos.

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Los objetos que nos rodean están fabricados con una gran variedad de materiales que podemos

clasificar de diferentes formas; por ejemplo, por su origen. Sin embargo, el criterio más adecuado para

clasificar materiales es por sus propiedades.

MATERIA

L APLICACIONES

PROPIEDADE

S EJEMPLOS OBTENCIÓN

Madera

Muebles. Estructuras. Embarcaciones.

No conduce el calor ni la electricidad. Fácil de trabajar.

Pino. Roble. Haya.

A partir de árboles.

Metal

Clips. Cuchillas. Cubiertos. Estructuras.

Buen conductor del calor y la electricidad. Dúctil y maleable.

Acero. Cobre. Estaño. Aluminio.

A partir de determinados minerales.

Plástico

Bolígrafos. Carcasas de electrodomésticos. Envases.

Ligero. Mal conductor del calor y la electricidad.

PVC. PET. Porexpán (corcho blanco). Metacrilato.

Mediante procesos químicos, a partir del petróleo.

Pétreos

Encimeras. Fachadas y suelo de edificios.

Pesados y resistentes. Difíciles de trabajar. Buenos aislantes del calor y la electricidad.

Mármol. Granito.

Se obtienen de las rocas, en canteras.

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Cerámica y vidrio

Vajillas. Ladrillos, tejas. Ventanas, puertas. Cristales.

Duro. Frágil. Transparente (solo vidrio).

Loza. Porcelana. Vidrio.

Cerámica: a partir de arcillas y arenas por moldeado y cocción. Vidrio: se obtiene mezclando y tratando arena, caliza y sosa.

Textiles Ropa. Toldos.

Flexibles y resistentes. Fáciles de trabajar.

Algodón. Lana. Nailon.

Se hilan y tejen fibras de origen vegetal, animal o sintético.

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Propiedades de los materiales

Las propiedades de los materiales son el conjunto de características que hacen que el material se

comporte de una manera determinada ante estímulos externos como la luz, el calor, las fuerzas, etc.

En líneas generales, se puede afirmar que no existe ningún material perfecto que se pueda emplear

para la fabricación de cualquier producto. Cada aplicación necesita de un material que cumpla unas

características determinadas. Ingenieros y diseñadores necesitan sopesar las ventajas e

inconvenientes de cada uno de los materiales y elegir adecuadamente aquel que mejor se adapte a las

necesidades requeridas. La elección de un material se debe hacer cuidadosamente desde el punto de

vista de sus propiedades, dependiendo de la aplicación a la que se destine.

Propiedades eléctricas

Determinan el comportamiento de un material cuando pasa por el la corriente eléctrica. Una propiedad

eléctrica es la llamada conductividad, que es la propiedad que tienen los materiales para transmitir la

corriente eléctrica. En función de ella los materiales pueden ser:

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Conductores : Lo son si permiten el paso de la corriente fácilmente por ellos

Aislantes: Lo son si no permiten fácilmente el paso de la corriente por ellos.

Semiconductores: se dicen que son semiconductores si solo permiten el paso de la corriente

por ellos en determinadas condiciones. (Por ejemplo si son conductores a partir de una

temperatura determinada y por debajo de esa temperatura son aislantes).

Propiedades sensoriales

A menudo elegimos los materiales dependiendo del efecto que puedan producir en alguno de nuestros

sentidos. Más o menos agradables al tacto, el olor, la forma, el brillo, la textura y el color.

Propiedades ópticas

Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Así tenemos:

o Materiales opacos: no se pueden ver los objetos a través de ellos.

o Materiales transparentes: los objetos se pueden ver a través de ellos, pues dejan pasar los

rayos de luz.

o Materiales translúcidos: estos materiales permiten el paso de la luz, pero no dejan ver con

nitidez a través de ellos. Por ejemplo el papel de cebolla.

Propiedades Acústicas: Determinan la respuesta de los materiales ante el sonido.

Conductividad acústica: es la propiedad de los materiales de transmitir el sonido

Decibelímetro: mide el sonido en decibelios propiedades acústicas

Propiedades térmicas: Describen el comportamiento de un material frente al calor

Conductividad térmica.

Por lo general, los metales son buenos conductores del calor mientras que el algodón, la lana,

la fibra de vidrio, los poliuretanos, etcétera. Son aislantes y evitan que el calor los atraviese con

facilidad.

Fusibilidad: facilidad con que un material puede fundirse (pasar de líquido a solido o viceversa).

Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material.

Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.

Dilatación: es el aumento de tamaño que experimenta un material cuando se eleva su

temperatura.

Propiedades magnéticas: Capacidad que tiene un metal ferroso (hierro y sus aleaciones) para

ser atraído por un imán, así como a la posibilidad de que las propiedades magnéticas del imán

sean transferidas al metal.

Propiedades químicas: Resistencia a la oxidación y corrosión (especialmente en los metales).

Así tenemos que el acero y sus aleaciones se oxidan con bastante facilidad en contacto con la

humedad.

Propiedades mecánicas: Están relacionadas con la forma en que reaccionan los materiales

cuando actúan fuerzas sobre ellos. Las más importantes son:

Elasticidad.

Capacidad que tienen algunos materiales para recuperar su forma, una vez que ha desaparecido la

fuerza que los deformaba.

Plasticidad.

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Habilidad de un material para conservar su nueva forma una vez deforma-do. Es opuesto a la

elasticidad.

Ductilidad.

Es la capacidad que tiene un material para estirarse en hilos (por ejemplo, cobre, oro, aluminio,

etcétera).

Maleabilidad.

Aptitud de un material para extenderse en láminas sin romperse (por ejemplo, aluminio, oro,

etc.).Aluminio

Dureza.

Oposición que ofrece un cuerpo a dejarse rayar o penetrar por otro o, lo que es igual, la resistencia al

desgaste.

Fragilidad.

Es opuesta a la resiliencia. El material se rompe en añicos cuando una fuerza impacta sobre él.

Tenacidad.

Resistencia que opone un cuerpo a su rotura cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación.

Fatiga.

Deformación (que puede llegar a la rotura) de un material sometido a cargas variables, inferiores a la de

rotura, cuando actúan un cierto tiempo o un número de veces.

Maquinabilidad.

Facilidad que tiene un cuerpo a dejarse cortar por arranque de viruta.

Acritud.

Aumento de la dureza, fragilidad y resistencia en ciertos metales como consecuencia de la deformación

en frío.

Colabilidad.

Aptitud que tiene un material fundido para llenar un molde.

Resiliencia.

Resistencia que opone un cuerpo a los choques o esfuerzos bruscos.

Propiedades Químicas

Se manifiestan cuando los materiales sufren una transformación debida a su interacción con otras

sustancias. El material se transforma en otro diferente (reacción química).

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La oxidación: es la facilidad con la que un material se oxida, es decir, reacciona en contacto con

el oxígeno del aire o del agua. Los metales son los materiales que más se oxidan. Si un material

se oxida con el agua se puede decir que se corroe en lugar de se oxida. La sustancia roja que se

forma cuando se oxida el hierro se llama orín y es muy tóxica. No llevarse las manos a la boca

después de tocarla.

Propiedades Ecológicas

Según el impacto que producen los materiales en el medio ambiente, se clasifican en:

Reciclables: son los materiales que se pueden reciclar, es decir su material puede ser usado

para fabricar otro diferente.

Reutilizable: Se puede volver a utilizar pero para el mismo uso.

Tóxicos: estos materiales son nocivos para el medio ambiente, ya que pueden resultar

venenosos para los seres vivos y contaminan el agua, el suelo o la atmósfera.

Biodegradables: son los materiales que la naturaleza tarda poco tiempo en descomponerlos de

forma natural en otras sustancias.

Materiales puros

El primer intento de hacer una clasificación de los materiales encontrados en la

naturaleza fue hecho por el químico el químico J. W. Döbenreiner en 1829. Él organizó

un sistema de clasificación de elementos en el que éstos se agrupaban en conjuntos

de tres denominados tríadas. Las propiedades químicas de los elementos de una

tríada eran similares y sus propiedades físicas variaban de manera ordenada con su

masa atómica. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. En este caso,

la masa de uno de los tres elementos de la tríada es intermedia entre la de los otros

dos. Para 1850 ya se podían contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera

clasificación coherente.

Mendeleiev perfeccionó su tabla acomodando los elementos en filas

horizontales. Su sistema le permitió predecir con bastante exactitud las propiedades

de elementos no descubiertos hasta el momento.

En 1914, el físico y químico inglés, Henry Moseley, descubrió que los átomos de cada

elemento tienen un número único de protones en sus núcleos, siendo el número de

protones igual al número atómico del átomo. Moseley organizó los elementos en orden ascendente de

número atómico y no en orden ascendente solucionando los problemas de ordenamiento de los

elementos en la tabla periódica. La organización que hizo Moseley de los elementos por número

atómico generó un claro patrón periódico de propiedades.

Las sustancias puras están formadas por partículas (átomos o moléculas) iguales, tienen una

composición fija, no pueden separase por medios físicos. Sus propiedades son específicas, bien

definidas y no varían, aun cuando dicha sustancia pura se encuentre formando parte de una mezcla.

Algunas de estas propiedades son:

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• El color

• El sabor

• El olor

• La densidad

• La temperatura de (fusión y ebullición)

• La solubilidad

• La conductividad térmica y eléctrica.

Es característico de una sustancia pura que la temperatura a la cual sufre un cambio de estado (fusión,

ebullición, etc.) permanece constante durante el cambio. Por lo tanto, el punto de congelación de 100g

de agua permanece constante a 0ºC desde la congelación del primer gramo hasta la del último.

Como sustancias puras tenemos el cobre, la sal, el diamante, el agua, el azúcar de mesa, el oxígeno, el

mercurio, la vitamina C, el ozono, entre muchos otros.

Los metales, desde el punto de vista químico tienen un comportamiento único, ellos tienen una gran

preferencia por ceder sus electrones de valencia cuando se enlazan con otros elementos químicos en

lugar de compartirlos, es decir forman enlaces iónicos en lugar de covalentes. En los metales los

electrones del último nivel de energía de sus átomos están relativamente poco retenidos por el núcleo,

por tal motivo tienen la tendencia a cederlos cuando son atraídos por el núcleo de otro átomo durante las

reacciones químicas y se constituyen como entidades atómicas con las cargas eléctricas

desbalanceadas (al perder electrones) llamadas cationes o iones positivos.

La característica de "movilidad" de sus electrones más externos es la que le confiere su comportamiento

universal de conductores eléctricos y del calor; y es además una cuestión importante en el resto de sus

características comunes mencionadas arriba.

Los metales constituyen la gran mayoría de los elementos químicos de la tabla periódica y solo unos

pocos se pueden considerar no metales, vea la figura 1 a continuación.

Figura 1. Tabla periódica sin los lantánidos y actínidos.

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No metales

Los no metales (representados en color verde en la tabla periódica arriba) son aquellos elementos que

tienen características físicas opuestas a los metales en cuanto a su conductividad eléctrica y calórica.

Estos elementos no conducen la electricidad y son malos conductores del calor, pero además,

químicamente, sus átomos forman enlaces covalentes al reaccionar con otros átomos, es decir el

enlace se produce gracias a que ambos átomos comparten electrones. En los no metales las fuerzas

interatómicas que retienen los electrones son elevadas, de modo que no los ceden fácilmente, y en su

lugar lo que hacen es "apropiarse" de los electrones de otros átomos. Cuando el otro átomo es de un

no metal (que tampoco cede sus electrones) ambos se conforman con el "intercambio" parcial de

electrones y este intercambio es lo que mantiene unida la molécula de sustancia enlazando los átomos

de forma covalente. Si la unión es entre un no metal y un metal la situación cambia, el no metal "roba"

uno o más electrones al "descuidado" metal, ambos átomos pierden la neutralidad eléctrica y se

"adhieren" unos a otros por atracción entre entidades (iones) de carga opuesta, se forma un enlace

iónico.

Metaloides

Los metaloides, conocidos también como semimetales (representados en color azul en la tabla

periódica de arriba) tienen propiedades intermedias entre metales y no metales, dependiendo de las

condiciones pueden ser conductores o aisladores eléctricos y su comportamiento químico es

parcialmente metálico y parcialmente no metálico. Los principales semiconductores eléctricos utilizados

en los dispositivos electrónicos, germanio(Ge) y silicio (Si) pertenecen a este grupo

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Conclusión.

Concluyendo con el tema, es grato dar a saber que este tema en lo personal por primera vez me

satisfizo en cuanto a la investigación que realice, ya que conocí diferentes maneras de ver a los objetos

que nos rodean como por ejemplo el vaso donde tomamos agua o la sal que tenemos en nuestra mesa,

no cabe duda que día a día se aprende algo nuevo y al mismo tiempo interesante.

A través de la realización de esta investigación de las propiedades de los materiales, he adquirido un

conocimiento más amplio sobre la diversidad de las mismas, con el fin de identificar y comprender el

comportamiento que sufren los materiales al considerar los agentes tantos externos como internos que

inciden en y sobre ellos, a través de ello se facilitara la comprensión del uso y manejo adecuado de los

materiales en la aplicación del campo de la ingeniería.

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Bibliografía

https://siempretecnologia.wordpress.com/1%C2%B0-ano/clasificacion-de-los-materiales/

http://roble.pntic.mec.es/jprp0006/tecnologia/1eso_recursos/unidad05_materiales_uso_tecnico/teoria/t

eoria1.

htmhttp://www.iestiemposmodernos.com/depart/dtec/Recursos/materiales.pdf

http://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/PROPIEDADES%20DE%20LOS%20MATERIALES.htm

http://propiedadesdelosmaterialesa.blogspot.mx/2014_03_01_archive.html

http://propiedadesdelosmaterialesa.blogspot.mx/2014/03/unidad2-estructurade-los-materiales.html

http://www.sabelotodo.org/quimica/metales_nometales.html