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PROPIEDADES FÍSICAS
Son las características de los materiales que se pueden observar pero no cambian su composición.
Densidad (ρ): la densidad es una medida de la masa por unidad de volumen de un material. La densidad de una sustancia líquida es una propiedad fundamental para el estudio de la mecánica de fluidos.
Fórmula: ρ = m/V (masa dividida por volumen) Unidad: Kilogramos por metro cúbico (kg/m³) Aplicaciones: Se utiliza para caracterizar la compacidad de un material y es esencial en diseño y fabricación.
Dureza (H): La dureza mide la resistencia de un material a la deformación plástica o a la penetración.
Fórmula: ρ = m/V (masa dividida por volumen) Unidad: Kilogramos por metro cúbico (kg/m³) Aplicaciones: Se utiliza para caracterizar la compacidad de un material y es esencial en diseño y fabricación.
Resistencia a la tracción: la resistencia de un material a la tracción indica la capacidad de un material para resistir a una fuerza de tracción, es decir al estiramiento del material.
Fórmula: 𝜎 = 𝐹/𝐴 Unidad: Sistema Internacional (SI) es el pascal (Pa), que se expresa en newtons por metro cuadrado (N/m²) Aplicaciones: La resistencia a la tracción es una propiedad crítica en la ingeniería y la ciencia de materiales, ya que proporciona información sobre la capacidad de un material para soportar cargas de tracción en una variedad de aplicaciones.
Masa (m): La masa es la cantidad de materia en un objeto o sustancia.
Unidades: kg, g, lb, etc. Aplicaciones: La masa es una propiedad fundamental en la física y se usa en una variedad de aplicaciones, desde la fabricación hasta la investigación científica.
Fórmula: I = σ * A * ΔV / L, donde I es la corriente eléctrica, A es el área transversal, ΔV es la diferencia de potencial (voltaje) y L es la longitud. Unidades: S/m, mho/cm, etc. Aplicaciones: Importante en la fabricación de cables eléctricos, componentes electrónicos y materiales conductores.
Índice de refracción (n): El índice de refracción mide la velocidad de la luz en un material en comparación con su velocidad en el vacío.
Fórmula: n = c/v, Donde: n es el índice de refracción del material, c es la velocidad de la luz en el vacío, que es aproximadamente 3.00×1083.00×108 metros por segundo ( m / s ). v es la velocidad de la luz en el material en cuestión. Unidades: adimensional Aplicaciones: Importante en la fabricación de cables eléctricos, componentes electrónicos y materiales conductores.
Punto de fusión (Tm): El punto de fusión es la temperatura a la cual un sólido se convierte en líquido a presión atmosférica.
Unidades: Grados Celsius (°C), Kelvin (K):
Aplicaciones: Importante en la selección de materiales para procesos de fabricación y diseño de dispositivos de calefacción y enfriamiento.
Punto de ebullición (Te): El punto de ebullición es la temperatura a la cual un líquido se convierte en vapor a presión atmosférica.
Unidades: Grados Celsius (°C), Kelvin (K): Aplicaciones: Se utiliza en la destilación y purificación de sustancias químicas.
Coeficiente de expansión térmica (α): El coeficiente de expansión térmica cuantifica cómo cambia el volumen de un material con la temperatura.
Aplicaciones: Se utiliza en el diseño de estructuras que están sujetas a cambios de temperatura, como puentes y edificios.
Peso Específico (γ): El peso específico, a menudo denotado como γ (gamma), es una medida de la fuerza gravitacional por unidad de volumen de una sustancia. Se utiliza comúnmente en la mecánica de fluidos y la ingeniería civil. El peso específico es el peso (fuerza gravitatoria) por unidad de volumen de una sustancia.
PROPIEDADES QUÍMICAS
Las propiedades químicas de los materiales se refieren a cómo interactúan y reaccionan los materiales con otras sustancias químicas o condiciones ambientales.
Reactividad Química: se refiere a la capacidad de un material para experimentar reacciones químicas con otras sustancias.
Aplicaciones: Es esencial en la síntesis de compuestos químicos, formulación de productos químicos, corrosión de metales y química orgánica e inorgánica.
Toxicidad: se refiere a la capacidad de un material para causar daño a organismos vivos cuando se ingiere, inhala o entra en contacto con ellos.
Aplicaciones: Se aplica en la evaluación de la seguridad de productos químicos, alimentos, medicamentos y en la gestión de desechos tóxicos.
Inflamabilidad: se refiere a la capacidad de un material para encenderse y quemarse en presencia de una fuente de ignición.
Aplicaciones: Es fundamental en la seguridad contra incendios, el diseño de materiales resistentes al fuego y la clasificación de productos químicos peligrosos.
Estabilidad Química: es la capacidad de un material para mantener sus propiedades químicas sin sufrir degradación o reacciones no deseadas.
Aplicaciones: Importante en la formulación de productos químicos, materiales resistentes a la corrosión y en la preservación de objetos históricos y artefactos.
Solubilidad: es la medida de la cantidad de una sustancia que puede disolverse en un disolvente dado bajo condiciones específicas.
Aplicaciones: Es fundamental en la formulación de productos químicos, farmacéuticos, alimentos y bebidas, así como en la purificación de sustancias.
Resistencia a la corrosión: Es la capacidad de resistir a la acción corrosiva de los agentes exteriores y varía mucho en función del metal. La corrosión se debe a reacciones químicas o electroquímicas que tienden a disgregar el material transformándolo en óxidos, como por ejemplo: herrumbre. El fenómeno de corrosión se detiene preferentemente aplicando tratamientos superficiales de protección, como por ejemplo: pintura, cromado, etc
Composición química: La composición química de los materiales afecta a los sectores de la fundición, el mecanizado y el campo de empleo. Esta composición, indicada a menudo por la sigla del material, es el factor que diversifica las características mecánicas, tecnológicas y físicas de la mayor parte de los materiales. Así por ejemplo en las aleaciones de hierro, basta una pequeña variación del porcentaje de carbono para conseguir dos materiales como el “acero” y el “hierro fundido” con características muy diferentes.
Oxidación: es un proceso químico en el cual un elemento o compuesto pierde electrones. Esto puede ocurrir cuando una sustancia reacciona con oxígeno u otras sustancias químicas oxidantes. La oxidación generalmente se asocia con un aumento en el estado de oxidación de un elemento y puede estar acompañada de una pérdida de electrones o la ganancia de oxígeno en un compuesto.
Ph: Propiedad química que sirve para medir la acidez de una sustancia o disolución.
Combustión: La oxidación rápida, que se produce con desprendimiento de calor y de luz.
Bibliografía
**_1. "Química" por Raymond Chang y Kenneth Goldsby.
- Oriol Planas - Ingeniero Técnico Industrial. Encodi. Energía nuclear._** **_https://energia-nuclear.net/fisica/propiedades-de-los-materiales
- Propiedades de los Materiales - XTECBlocs. (n.d.)._** https://blocs.xtec.cat/xluque/files/2010/09/propiedades-de-los-materiales3.pdf
Aplicaciones: Se utiliza en el diseño de estructuras y componentes que experimentan cargas de compresión, como columnas y pilares.
- La resistencia al corte puede ser un factor positivo o negativo. Positivo cuando esta resistencia contribuye a la funcionalidad de los órganos mecánicos, como por ejemplo pernos para ganchos de remolque o pernos para juntas de seguridad. Negativo en todos Esos casos en que esta resistencia se opone al mecanizado como por ejemplo el corte de las chapas.
- El esfuerzo de flexión puede determinar una deformación permanente o temporal de la pieza examinada. Por supuesto se usan los materiales más elásticos para aplicaciones del tipo: muelles, ballestas, etc. y se usan los materiales más flexibles en el plegado de las chapas, y por último existen estructura rígidas para aplicaciones de tipo puentes, etc.
Ductilidad: es la capacidad de un material para deformarse plásticamente antes de romperse cuando se somete a una carga.
Aplicaciones : Importante en la fabricación de alambres, cables y componentes que requieren deformación sin fractura.
Tenacidad: Es la capacidad de un material para absorber la energía y deformarse plásticamente sin fracturarse.
Maleabilidad: La facilidad con la que un material se deforma bajo tensión de compresión en forma de lámina. Es importante destacar que la maleabilidad es una propiedad diferente de la ductilidad, aunque ambas implican la deformación plástica de los materiales. La ductilidad se refiere a la capacidad de un material para deformarse plásticamente y estirarse en alambres o hilos, mientras que la maleabilidad se relaciona más con la capacidad de un material para formar láminas delgadas o cambiar su forma mediante martilleo o compresión.
Fluencia: La tendencia del material a moverse lentamente y a deformarse permanentemente bajo la influencia de una tensión mecánica externa.
Fragilidad: es la tendencia de un material a romperse sin una deformación significativa cuando se somete a una carga.
Aplicaciones: Importante en la selección de materiales para aplicaciones donde la resistencia al agrietamiento es crítica, como cerámicas y vidrios.
Resiliencia: Es la capacidad que posee el material de absorber la energía cuando se deforma elásticamente aplicando una tensión y liberar la energía cuando se elimina la tensión. La resiliencia probada se define como la energía máxima que puede ser absorbida sin que se produzca una deformación permanente.
Fatiga: Se trata del debilitamiento del material causado por la carga repetida del mismo. Cuando un material se somete a cargas cíclicas y a cargas superiores a un determinado valor umbral, pero muy por debajo de la resistencia del material, límite de resistencia a la tracción o límite de fluencia, comienzan a formarse grietas microscópicas en los límites del grano y en las interfaces. Finalmente, la grieta alcanza un tamaño crítico. Esta grieta se propaga repentinamente y la estructura se fractura.
Plasticidad: es una propiedad mecánica que se refiere a la capacidad de un material para deformarse permanentemente sin romperse cuando se le somete a una carga o fuerza externa. En otras palabras, un material plástico puede cambiar su forma de manera permanente bajo la influencia de una tensión o compresión, y luego conservar esta nueva forma después de que la carga se haya retirado.
5. Goodno B. & Gere J. (2009) Mecánia de Materiales, 7° ed., México D.F., Cengage Learning.
