Material

Diversos materiales clasificados por microestructura. En el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: recipientes de acero para la cocina ( metales ), macetas de terracota ( cerámicas ), palés de madera ( compuestos ) y plásticos ( polímeros ).

Un material es una sustancia o mezcla de sustancias que constituye un objeto . Los materiales pueden ser puros o impuros, materia viva o no viva. Los materiales pueden clasificarse en función de sus propiedades físicas y químicas , o de su origen geológico o función biológica . La ciencia de los materiales es el estudio de los materiales, sus propiedades y sus aplicaciones.

Las materias primas se pueden procesar de diferentes maneras para influir en sus propiedades, mediante purificación, conformación o la introducción de otros materiales. Se pueden producir nuevos materiales a partir de materias primas mediante síntesis .

En la industria , los materiales son insumos para los procesos de fabricación para producir productos o materiales más complejos. ^[1]

Elementos históricos

Los materiales trazan la historia de la humanidad. Al sistema de las tres edades prehistóricas ( Edad de Piedra , Edad de Bronce , Edad de Hierro ) le sucedieron las edades históricas: la edad del acero en el siglo XIX, la edad de los polímeros a mediados del siglo siguiente (edad del plástico) y la edad del silicio en la segunda mitad del siglo XX. ^[2]

Clasificación por uso

Los materiales se pueden clasificar ampliamente en términos de su uso, por ejemplo:

Los materiales de construcción se utilizan para la construcción.
Los materiales de aislamiento de construcción se utilizan para retener el calor dentro de los edificios.
Los materiales refractarios se utilizan para aplicaciones de alta temperatura.
Los materiales nucleares se utilizan para la energía nuclear y las armas.
Los materiales aeroespaciales se utilizan en aeronaves y otras aplicaciones aeroespaciales.
Los biomateriales se utilizan para aplicaciones que interactúan con sistemas vivos.

La selección de materiales es un proceso para determinar qué material debe utilizarse para una aplicación determinada.

Clasificación por estructura

La estructura relevante de los materiales tiene una escala de longitud diferente según el material. La estructura y la composición de un material se pueden determinar mediante microscopía o espectroscopía .

Microestructura

En ingeniería , los materiales se pueden clasificar según su estructura microscópica: ^[3]^{: 15–17}

Plásticos : una amplia gama de materiales sintéticos o semisintéticos que utilizan polímeros como ingrediente principal.
Cerámica : no metales , sólidos inorgánicos .
Vidrios : sólidos amorfos
Cristales : material sólido cuyos componentes (como átomos , moléculas o iones ) están dispuestos en una estructura microscópica altamente ordenada, formando una red cristalina que se extiende en todas las direcciones.
Metales : elementos químicos puros o combinados con un comportamiento de enlace químico específico.
Aleaciones : mezcla de elementos químicos de los cuales al menos uno suele ser un metal.
Polímeros : materiales basados en largas cadenas de carbono o silicio.
Híbridos : Combinaciones de múltiples materiales, por ejemplo compuestos .

Estructura a mayor escala

Un metamaterial es cualquier material diseñado para tener una propiedad que no se encuentra en los materiales naturales, generalmente combinando varios materiales para formar un compuesto y/o ajustando la forma , geometría , tamaño , orientación y disposición para lograr la propiedad deseada. ^[4]

En las espumas y los textiles , la estructura química es menos relevante para las propiedades inmediatamente observables que las características materiales a mayor escala: los agujeros en las espumas y el tejido en los textiles.

Clasificación por propiedades

Los materiales se pueden comparar y clasificar según sus propiedades físicas a gran escala.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas determinan cómo responde un material a las fuerzas aplicadas .

Algunos ejemplos incluyen:

Propiedades térmicas

Los materiales pueden degradarse o sufrir cambios de propiedades a diferentes temperaturas. Las propiedades térmicas también incluyen la conductividad térmica y la capacidad calorífica del material , relacionadas con la transferencia y el almacenamiento de energía térmica por parte del material.

Otras propiedades

Los materiales se pueden comparar y clasificar mediante cualquier medida cuantitativa de su comportamiento en diversas condiciones. Otras propiedades notables incluyen el comportamiento óptico, eléctrico y magnético de los materiales. ^[3]^{: 5–7}

Véase también

Hyle , término griego, relevante para la filosofía de la materia.
Asunto
Categoría:Materiales

Referencias

^ "Definición de MATERIAL". Merriam-Webster . 2023-08-20 . Consultado el 2023-08-29 .
^ "Materiales que dieron forma a la historia | Facultad de Ciencias e Ingeniería de Materiales – UNSW Sydney". Sitios de la UNSW . Consultado el 29 de agosto de 2023 .
^ ab Ashby, Michael; Shercliff, Hugh; Cebon, David (2010). Ingeniería, ciencia, procesamiento y diseño de materiales (2.ª ed.). Oxford: Elsevier. ISBN 9781856178952.
^ Kshetrimayum, RS (enero de 2005). "Una breve introducción a los metamateriales". IEEE Potentials . 23 (5): 44–46. doi :10.1109/MP.2005.1368916. ISSN 0278-6648. S2CID 36925376.

Enlaces externos

[1] "Definición de MATERIAL". Merriam-Webster . 2023-08-20 . Consultado el 2023-08-29 .

[2] "Materiales que dieron forma a la historia | Facultad de Ciencias e Ingeniería de Materiales – UNSW Sydney". Sitios de la UNSW . Consultado el 29 de agosto de 2023 .

[ashby-3] Ashby, Michael; Shercliff, Hugh; Cebon, David (2010). Ingeniería, ciencia, procesamiento y diseño de materiales (2.ª ed.). Oxford: Elsevier. ISBN 9781856178952.

[4] Kshetrimayum, RS (enero de 2005). "Una breve introducción a los metamateriales". IEEE Potentials . 23 (5): 44–46. doi :10.1109/MP.2005.1368916. ISSN 0278-6648. S2CID 36925376.