jueves, 25 de febrero de 2016

MATERIALES SINTETICOS

Hola a todos!! es el momento de hablar de los materiales sintéticos en esta ocasión con en la entrada de materiales metálicos haremos un introducción de los que es este mundo..

¿QUE UN MATERIA SINTÉTICOS?

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.


Los materiales sintéticos, en su mayoría son elaborados en base derivados del petróleo.


Son telas ,plásticos, adherentes, recubrientes, pinturas, detergentes, insecticidas, químicos, medicamentos, aceites, grasas, ceras, colorantes, aditivos, y un sinnúmero de substancias que han modificado el mundo.

Las diferentes características físicas de los materiales sintéticos son muy conocidas en la vida cotidiana. Una bolsa plástica, por ejemplo, se derrite a altas temperaturas, mientras que una cuchara de madera permanece intacta. Conocemos también materiales que mantienen su forma aún cuando se les aplica fuerza, mientras que otros pueden ser estirados y luego vuelven a su forma original. Estas características básicas también se utilizan para clasificar a los materiales sintéticos: los materiales térmicamente deformables se llaman termoplásticos, los materiales resistentes al calor se llaman termoendurecibles y los materiales elásticos se llaman elastómeros.

Los materiales sintéticos están formados por moléculas gigantescas que son aumentadas durante el proceso de polimerización. Sus características especiales dependen de la interconexión de sus macromoléculas. En los termoplásticos, por ejemplo, las macromoléculas se encuentran una junto a la otra. Si este tipo de material sintético se calienta, las moléculas pueden deslizarse unas sobre otras, y el objeto se deforma. Cuando se enfría, el material sintético se endurece y toma una nueva forma. En contraste, los plásticos termoendurecibles están formados por finas mallas de macromoléculas. Las uniones firmes que se producen entre ellas hacen que estas moléculas no se deslicen unas sobre otras cuando se calientan.



¿QUE ES SINTETIZAR MATERIALES?

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas:

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nailon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nailon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.


Síntesis del polímero:

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.

Aditivos:

Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado:

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontínuos. Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. Los productos extrusionados, como por ejemplo los tubos, tienen una sección con forma regular. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección. Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde.


¿A QUE NOS REFERIMOS CUANDO HABLAMOS INDUSTRIALMENTE DE LOS MATERIALES SINTÉTICOS

La Feria Mundial de Nueva York de 1939 a-1940 fue todo un éxito al darle a sus asistentes un vistazo del mundo del mañana. La televisión, el videoteléfono y automóvil Mustang fueron algunos de los aparatos presentados ahí; sin embargo, una fibra artificial totalmente sintético acaparó la atención. Está fue la primera oportunidad para conocer el nylon, creado por DuPont. Así, las medias de nylon se convirtieron en un gran éxito con la venta de 64 millones de pares tan sólo en su primer año en el mercado.

Pero las invenciones de materiales sintéticos no se limitan al nylon. Investigadores químicos han descubierto nuevos catalizadores y han desarrollado nuevas vías de síntesis para unir pequeñas moléculas de polímeros en cadenas largas con propiedades especiales y particulares.

También han diseñado nuevos métodos de procesamiento y nuevas tecnologías que mejoran el rendimiento de las sustancias, como por ejemplo el kevlar o poliparafenileno tereftalamida.

No obstante, la sociedad moderna es cada vez más demandante y espera productos que mejoren aún más su calidad de vida, por lo que se buscan que los materiales y las tecnologías sean cada vez más eficientes, sustentables ecológicos. Todo un reto.

Sin embargo, los especialistas continúan innovando y posiblemente estos sean materiales sintéticos que utilizaremos próximamente, según The Conversation.


1. Bioplástico

Como todos sabemos, el plástico no es biodegradable y es uno de los principales contaminantes ambientales, pero lo que es peor es que el plástico está conformado por bloques de construcción llamados monómeros, derivados de petróleo crudo.

Sin embargo, las innovaciones en los procesos del uso de enzimas y catalizadores han hecho posible convertir recursos renovables (como el biogás) en los principales bloques de construcción para la fabricación de plásticos y cauchos sintéticos. Además, estas sustancias ahorran recursos fósiles.

Pero esto sólo resuelve parte el asunto. A menos que las sustancias también sean completamente biodegradables, no dejarán de ser un problema para el medio ambiente.

2. Compuestos y nanocompuestos plásticos


Materiales compuestos de plástico" es el nombre para plásticos que han sido reforzados con diferentes fibras para hacerlos más fuertes o más elásticos. Por ejemplo, se puede hacer un polímero más fuerte mediante la incorporación de fibras de carbono, creando un material ligero, ideal para el transporte moderno de bajo consumo de combustible. Estos tipos de plásticos reforzados se utilizan cada vez más, en especial en la industria aeroespacial, el Boeing 787 y el Airbus A360 son 50% de material compuesto (si no fuera por los altos costos, estos materiales se utilizarían en todos los vehículos).

Recientemente, se han adicionado los nanocompuestos, aquí los plásticos se refuerzan con diminutas partículas de otras sustancias, como el grafeno. Los nanocompuestos tienen un número de usos potenciales que van desde ligeros sensores para aerogeneradores, baterías más potentes o estructuras internas que aceleran el proceso de curación de fracturas y huesos rotos. Si se tiene éxito en la producción a través de métodos de procesamiento controlada, los nanocompuestos serán cada vez más frecuentes. Aunque estos materiales suenan sumamente sofisticados, no se compararan con la naturaleza, Las estructuras de la madera, por ejemplo, son muy complejas, complicadas e intrincadas.


3. Polímeros auto-curativos

No importa que tan precavidos sean los ingenieros y desarrolladores en el diseño y selección de materiales con base en su capacidad para soportar esfuerzos mecánicos y condiciones climáticas, éstos siempre fallarán. El envejecimiento, la degradación y la pérdida de la integridad mecánica debido a factores de impacto o fatiga son factores que contribuyen a que estos suceda. Además, de costoso, este puede ser muy desastroso, como el caso de la explosión de la plataforma "Deepwater Horizon" en el Golfo de México en 2010.

Inspirados en sistemas biológicos, nuevos materiales que se están desarrollando son capaces de curar en respuesta a lo que se considera como un daño irreversible. Los polímeros no son los únicos materiales con el potencial de auto-sanación, pero al parecer son muy buenos en eso. No obstante, la aplicación de la idea de materiales de auto-sanación exige un diseño mucho más complicado que las generaciones anteriores de polímeros. Pero todo indica que este será el camino de la transición hacia materiales de larga duración, con tolerancia a fallos. Estos se utilizarán en revestimientos, electrónica y medios de transporte.


4. Electrónicos de plástico


La mayoría de los polímeros son aislantes y por lo tanto, no conducen la electricidad. Sin embargo, Alan MacDiarmid, Alan Heeger y Hideki Shirakawa descubrieron un polímero, llamado poliacetileno, que condujo las impurezas mediante un proceso conocido como dopaje.
Este proceso puede hacer que otros polímeros similares puedan conducir la electricidad e incluso, algunos pueden ser convertidos en diodos emisores de luz (LEDs), elevando así la posibilidad de la existencia de las pantallas y monitores flexibles.

Aún así, los polímeros enfrentan a dos fuertes competidores el silicio y los LEDs orgánicos, por lo que tendrían que tener un mayor desarrollo. Pero los polímeros pueden ofrecer reemplazos baratos para los dispositivos electrónicos existentes y soluciones para las impresoras 3D.


5. Polímeros inteligentes y reactivos


El gel y el caucho sintético pueden ajustar fácilmente su forma en respuesta a los estímulos externos, lo que significa que son capaces de responder a los cambios de su entorno.

Normalmente, el estímulo externo sería un cambio de temperatura o del grado de PH (acidez/alcalinidad), pero también puede ser un cambio en la luz o deberse a agentes químicos. Estos productos inteligentes son extremadamente útiles para la creación de sensores, dispositivos para la administración de fármacos y muchas otras aplicaciones.

La capacidad natural de un polímero para responder a tales estímulos puede modificarse mediante el diseño de una sustancia con un fin particular. Por ejemplo, los “mechanophores”, son unidades moleculares que pueden alterar las propiedades de un polímero cuando se sometan a fuerzas mecánicas, pueden tener cualquier número de aplicaciones industriales, especialmente cuando se incorporan con otras tecnologías, como la auto-sanación. Otras posibilidades de polímeros inteligentes incluyen recubrimientos para ventanas que se pueden auto-limpiar o puntadas de cirugías que desaparecen cuando una lesión ha sanado.

En resumen cada día los materiales sintéticos ganan mas importancia en nuestras vidas y en este pequeño reportaje que he encontrado nos dicen que todavía esto va a evolucionar mucha mas.

Pero en que terminos hablamos cuando nos referimos a los materiales sintéticos  industrialmente pues no referimos a los siguente:

Elastómeros

hacen referencia al conjunto de materiales que formados por polímeros que se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura final ligeramente reticulada.

Un elastómero lo podemos asimilar al siguiente ejemplo, imaginemos que encima de una mesa tenemos un conjunto de cuerdas entremezcladas unas con otras, cada uno de estas cuerdas es lo que llamamos polímero, tendremos que aplicar un esfuerzo relativamente pequeño si queremos separar las cuerdas unas de otras, ahora comenzamos a realizar nudos entre cada una de las cuerdas, apreciando que conforme más nudos realizamos más ordenado y rígido se vuelve el conjunto de las cuerdas, los nudos de nuestra cuerda es lo que representa a los enlaces químicos, con un cierto grado de nudos, o enlaces químicos, necesitamos tensionar con mayor fuerza el conjunto de cuerdas con objeto de separarlas, además observamos que cuando tensionamos la longitud de las cuerdas aumentan y cuando dejamos de tensionar el tamaño de las cuerdas vuelven a la longitud inicial.



La principal característica de los elastómeros es su alta elongación o elasticidad y flexibilidad que disponen dichos materiales frente a cargas antes de fracturarse o romperse.

En función de la distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastómeros pueden disponer de unas características o propiedades semejantes a los materiales termoestables o a los materiales termoplásticos, así pues podemos clasificar los materiales elastómeros en:
  • Elastómeros termoestables - son aquellos elastómeros que al calentarlos no se funden o se deforman
  • Elastómeros termoplásticos - son aquellos elastómeros que al calentarlos se funden y se deforman.

Termoplástico

Un termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas, se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente. La mayor parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio de fuerzas de Van der Waals débiles (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables o termofijos en que después de calentarse y moldearse pueden recalentarse y formar otros objetos.


Características

Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces (historial térmico), generalmente disminuyendo estas propiedades al debilitar los enlaces. Los más usados son el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el polibutileno (PB), el poliestireno (PS), el polimetilmetacrilato (PMMA), el policloruro de vinilo (PVC), elpolitereftalato de etileno (PET), el teflón (o politetrafluoroetileno, PTFE) y el nailon (un tipo de poliamida).

Se diferencian de los termoestables o termofijos (baquelita, goma vulcanizada) en que éstos últimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo imposible volver a moldearlos.

Muchos de los termoplásticos conocidos pueden ser resultado de la suma de varios polímeros, como es el caso del vinilo, que es una mezcla de polietileno y polipropileno.

Cuando se enfrían, partiendo del estado líquido y dependiendo de la temperaturas a la cual se expongan durante el proceso de solidificación (aumento o disminución), podrán formarse estructuras sólidas cristalinas o no cristalinas.

Este tipo de polímero está caracterizado por su estructura, está formado por cadenas de hidrocarburos cómo la mayoría de los polímeros, específicamente encontramos cadenas de tipo lineal o ramificadas.

Termoestables

Los polímeros termo-estables son Polímero infusibles e insolubles. La razón de tal comportamiento estriba en que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes [enlaces equivalentes]. La estructura así formada es un conglomerado de cadenas entrelazadas dando la apariencia y funcionando como una macromolécula, que al elevarse la temperatura de ésta, simplemente las cadenas se compactan más, haciendo al polímero más resistente hasta el punto en que se degrada.

Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.

Características

Los plásticos termoestables poseen algunas propiedades ventajosas respecto a los termoplásticos. Por ejemplo, mejor resistencia al impacto, a los solventes, a la permeación de gases y a las temperaturas extremas. Entre las desventajas se encuentran, generalmente, la dificultad de procesamiento, la necesidad del curado, el carácter quebradizo del material (frágil) y el no presentar reforzamiento al someterlo a tensión.

Plasticos

dad del bronce, del hierro.... ¿Cómo se llamaría a la época actual?. Esta claro, estamos en la "Edad del Plástico", por que es el material que más usamos.

Para entender lo que son los plásticos primero tenemos que conocer lo que son los polímeros.

Polímeros: Un polímero es una macromolécula, es decir una molécula de gran tamaño formado por otras moléculas mas sencillas y que se repiten constantemente para formar el polímero.

Aquí vemos un ejemplo, el polietileno, que está formado por moléculas de etileno.



Los plásticos son materiales orgánicos formados por polímeros constituidos por largas cadenas de átomos que contienen fundamentalmente carbono. Otros elementos que contienen los plásticos pueden ser oxigeno, nitrógeno, hidrogeno y azufre.

Los plásticos dependiendo de su procedencia pueden ser:

- Naturales: si se obtienen directamente de materias primas vegetales como por ejemplo la celulosa, que se encuentra en las células de las plantas ,el Celofán que se obtiene disolviendo fibras de madera, algodón y cáñamo o el látex que se obtiene del jugo de la corteza de un árbol tropical.

- Sintéticos (artificiales): los que se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría pertenece a este grupo.

En la actualidad, la mayoría de los plásticos que se comercializan provienen de la destilación del petróleo. La industria de plásticos utiliza el 6% del petróleo que pasa por las refinerías para convertirlo en plástico.



HITOS HISTÓRICOS DE LOS MATERIALES SINTÉTICOS

Antes de crearse los polímeros, la madre naturaleza era la única y exclusiva fuente de materiales con que el hombre contaba para la realización de sus herramientas, útiles y objetos de uso cotidiano. Las propiedades que ofrecían las piedras, las maderas o los metales no satisfacían todas las demandas existentes así que, el hombre en su innato afán de investigación y búsqueda comenzó a aplicar sustancias que suplieran estas carencias; se manipulan los polímeros naturales: el ámbar, el hasta natural, la goma laca y la gutapercha son los precursores de los polímeros actuales. 

En la naturaleza, encontramos al ámbar como una resina de coníferas que tras derramarse del árbol, endureció y atrapó en su interior a insectos o plantas que quedando incluidos en ella han llegado hasta nosotros como fieles testimonios del pasado. Avanzando en el transcurso de la historia, se tiene conocimiento de que los egipcios en el año 2000 a.C, en la época de los faraones, además de usar resinas naturales para embalsamar a sus muertos también usaban el asta natural calentándolo para moldear figuras y recipientes. El hasta natural del mismo modo tuvo sus aplicaciones en Europa durante el medievo, los trabajadores del cuerno (asteros) realizaban objetos cotidianos con este material, como cucharas, peines o faroles. La goma Laca es un polímero natural producido por las secreciones de la hembra de un chinche llamado lac, originaria de la India y el sudeste de Asia. Esta secreción endurecida se disuelve en alcohol, y se puede aplicar sobre superficies produciendo un recubrimiento brillante, impermeable y casi transparente. Por último, la gutapercha es una goma vegetal similar al caucho que se extraía por sangrado al practicar incisiones a determinados árboles que se hallan en las Indias orientales y en Indonesia. Los indígenas la utilizan para recubrir objetos y recipientes. 

Dejando atrás los polímeros naturales, surgen los primeros pasos hacia estireno, componente a partir del cuál, más adelante nacería el poliestireno y las resinas de poliéster. Pedro Pablo Gallardo relata como se hayan los primeros indicios ya en el año 1786, cuando en el Diccionario de la Química Práctica y teórica escrito por William Nicholson, describe como se destila el estorax, un bálsamo obtenido del árbol Liquambar orientalis [1]. Durante el siglo XIX, tuvo lugar el descubrimiento del caucho, la caseína, la ebonita y el celuloide, materiales considerados como los antecesores o padres de los plásticos modernos: en la publicación Aplicaciones del plástico en la construcción, su autor Juan de Cusa, relata cuando se tuvo noticia de la creación del caucho, en 1820, cuando se consiguió una masa plástica al triturar y mezclar goma cruda con una máquina ideada en Inglaterra por Thomas Hancock, el inconveniente es que la naturaleza de esta materia, no la permitía mantener una forma específica al ser extraída del molde, se deformaba y se aplastaba sobre si misma por el efecto de la fuerza de la gravedad, el aire no la secaba, una materia así no era útil [2]. Del mismo modo el autor nos explica como en 1839, Charles Goodyear remata la fase originada por Handcock, pues consigue transformar accidentalmente el caucho crudo en una material resistente y elástico al vulcanizarlo con azufre. Handcock lo denominó Vulcanización, término que deriva del dios Vulcano (Dios del fuego) [3]. De esta forma nació el material con el que se realizarían los neumáticos en una industria automovilística cada vez más creciente. Asimismo, Juan de Cusa nos da a conocer quien creó la Galatita y de que materias deriva este nuevo polímero:

 “1895.- Emil Bertiner materializa la Galatita, producto derivado de la caseína tratada con formol. El curioso nombre procede de la voz griega compuesta por gala, leche y litos, piedra. Literalmente leche de piedra”

. Nuevamente Pedro Pablo Gallardo nos comenta en su trabajo como otras materias se empiezan a fabricar a nivel industrial: la ebonita, obtenida en 1851 es un producto el de caucho endurecido resultante de añadir hasta un 50% de azufre al caucho, fruto de los trabajos de experimentación llevados a cabo por Handcock y Goodyear. Nelson Goodyear posteriormente patentó el proceso [5]. Un hecho destacable es el acaecido en 1855 cuando tiene lugar el descubrimiento de un nuevo material resultante de la disolución de dos elementos, se lo denominó Parkesita, conocido actualmente como celuloide. El nombre viene de su inventor el inglés Alexander Parker; el como se inventó y que particularidades tiene la Parkesita nos lo especifica Juan de Cusa en breves líneas:

 “Descubrió que el nitrato de celulosa se disuelve en alcanfor fundido, con la ayuda de calor y que al enfriarse la disolución, antes de convertirse en una masa dura, pasaba por una fase intermedia de plasticidad, durante cuyo transcurso podía ser objeto de moldeo”.

La Parkesita evolucionó hacia otro material, los autores del trabajo Industria del plástico, Richardson y Lokensgard nos indican que después en 1870, Wesley Hyatt, basándose en la Parkesita (que a Parkes se le olvidó patentar), crea y patenta el celuloide, material más avanzado, resultante de la mezcla de piroxilina con goma de alcanfor pulverizada y con el que ganó una recompensa ofrecida por un editor que buscaba un material alternativo al marfil para realizar bolas de billar [7]. En 1828 es entonces cuando tiene lugar un hecho importante dentro de los avances en cuanto a formulación química de los polímeros se refiere: tiene lugar la primera síntesis dentro de la química orgánica; Wöhler la logra a partir de la urea y las investigaciones realizadas con el cianato de plata. Posteriormente nuevos avances en cuanto a la polimerización del estireno se suceden, el ya citado Juan de Cusa nos explica en su trabajo como en 1845 se consigue acelerar su polimerización a la cifra de una hora, puesto a 200º C, labor realizada por Blyth y Hofman [8]. Asimismo, en 1847 el glicerol y ácido tartárico son condensados y dan lugar a un poliéster tridimensional, resultado obtenido derivado de los experimentos llevados a cabo por Berzelius

La génesis del primer plástico sintético. En estos momentos entra en escena un material que supondría la revolución en el mundo de los polímeros y el primero de la ingente cantidad de nuevos plásticos que advendrían posteriormente. Tiene lugar la creación del primer plástico sintético termoestable a manos del químico Leo Baekeland, de la publicación realizada por Antonio Miravete: “Los nuevos materiales en la construcción”, es esencial entrecomillar el siguiente párrafo: “La bakelita fue el primer polímero completamente sintético, fabricado por primera vez en 1909. Recibió su nombre del de su inventor, el químico estadounidense Leo Baekeland. La baquelita es una resina de fenolformaldehído obtenido de la combinación del fenol (ácido fénico) y el gas formaldehído en presencia de un catalizador; si se permite a la reacción llegar a su término, se obtiene una sustancia bituminosa marrón oscura de escaso valor aparente. Pero Baekeland descubrió, al controlar la reacción y detenerla antes de su término, un material fluido y susceptible de ser vertido en moldes”.


Con este material se fabricaron carcasas de teléfonos  y de radios, artículos de escritorio, ceniceros, etc. Se avecina una nueva era al saber que ya se podían obtener nuevos plásticos a partir de la química y que eran capaces de imitar y superar las prestaciones de los plásticos naturales, que ya evidentemente, quedaron obsoletos; todo esto acaece en una fase en que tenía lugar la industrialización y el crecimiento de la 


comercialización de algunos polímeros como el acetato o las resinas urea-formaldehído con las cuales se podían elaborar objetos transparentes. La creciente demanda por parte de una sociedad cada vez más consumista sigue estimulando la producción masiva de objetos de plástico. Más avances se suceden, otro momento clave en la historia de los plásticos tuvo lugar en 1915 cuando se descubre la formación de polímeros por el encadenamiento molecular de dos o más monómeros de diferente naturaleza, lo que recibió el nombre de copolimerización. Esto supuso la creación de una mayor variedad de plásticos que se adecuarían a una cada vez más amplia gama de fines. Llegados a 1930, durante esa década se consigue el desarrollo industrial de los polímeros más importantes de nuestra actualidad como el poli(cloruro de vinilo), el poliestireno, las poliolefinas y el poli(metacrilato de metilo). Sobre todo porque de 1930 a 1935 nació la técnica de los termoplásticos . Lo que permitió desarrollar una noción más amplia acerca de las diversas herramientas y procedimientos de trabajo para tratar estos nuevos materiales. Asimismo en esta misma década la investigación con el poliéster gira entorno a su aplicación como pinturas y barnices y además surgirán lo que en el futuro supondrá un refuerzo muy utilizado en conjunción sinérgica con las resinas de poliéster conformando así los llamados plásticos reforzados, Duillo D´arsie así lo hace constar: 

“ …….empiezan a producirse en escala industrial las primeras partidas de fibras de vidrio de pequeño diámetro, aptas para ser tejidas, como resultado de las intensas investigaciones iniciadas algunos años antes por la Owens-Illinois Glass Co. en Estados Unidos, seguida pronto por Modigliani en Italia, la Saint-Gobain en Francia y otros en Alemania, Inglaterra, etc.”

 En 1936 Se lanzó al mercado el poli(metacrilato de metilo), que es un vidrio orgánico, transparente, ligero y fácil de moldear, su nombre comercial es Plexiglás en España y Alemania, Perpex en Gran Bretaña y Lucite en los EE.UU. Durante la segunda guerra mundial, se empleó para fabricar ventanillas de aviones. Un año después tenemos que subrayar un hecho muy importante que atañe al desarrollo de las resinas de poliéster. Carleton Ellis, en 1937, también estimuló un mayor interés por la resina, al descubrir que con la adición de monómeros insaturados a poliésteres insaturados se reducía considerablemente el tiempo de reticulación y polimerización. Ellis es considerado como el padre de los poliésteres insaturados. Años más tarde se utilizarán las resinas de contacto que serán las iniciadoras del empleo de materiales compuestos realizados con resinas de poliéster y que no necesitan presión externa. 

Cabe destacar que a la vez se siguen descubriendo nuevos polímeros como las poliamidas cuyo nombre comercial será el Nylon, descubierto en 1928 por Carothers y el equipo que dirigía trabajando en la DuPont; el politetraflouretileno cuyo nombre comercial será Teflón, nació casualmente gracias a Roy S. Plunkett cuando trabajaba para la DuPont en 1938, este material se caracteriza por soportar temperaturas de hasta 300ºC. También se seguirán estableciendo las bases sobre las que nacerán otros nuevos, todo esto a un ritmo cada vez más frenético. También se seguirán estableciendo las bases sobre las que nacerán otros nuevos, todo esto a un ritmo cada vez más frenético. 

Avances técnicos en la investigación y desarrollo de polímeros. Durante este periodo se produce un vertiginoso crecimiento del empleo de algunos polímeros para poder sustituir a otros materiales de difícil adquisición. Durante la Segunda Guerra Mundial, las tropas japonesas se hicieron con los territorios de las indias Orientales, quedando sin aprovisionamiento de caucho natural a los EE.UU, se descubrieron los elastomeros sintéticos para suplir esa falta de materiales, nace el neopreno para fabricar neumáticos de aviones y vehículos militares. Las aplicaciones militares también disparan el uso de los plásticos reforzados formados por poliésteres insaturados y fibra de vidrio así como los hilos de Nylon se emplean para paracaídas. Nació una industria que será la de mayor producción mundial; Siguen surgiendo y aplicándose nuevos polímeros: el polipropileno, la Bayer alema na descubre los poliuretanos, la Dow Corning y la General Electric desarrollan las aplicaciones de las siliconas, las resinas epoxidas se empleaban como adhesivos con el nombre de Araldit. Desde 1945 los estudios se encauzan hacia mejorar las cualidades de estos materiales y para promover el conocimiento científico y técnico de los plásticos, se crean sociedades como la SPE en 1942. 

A partir de la segunda mitad del siglo XX destacamos que las investigaciones se centran en el descubrimiento de nuevos modos de síntesis de polímeros, los ingenieros de materiales potencian las características de los polímeros ya existentes, nacen otros que pueden considerarse como derivados de los que ya se conocen, un ejemplo claro se sucede en 1951 cuando los laboratorios de la Basf A.G. (Alemania), hallan el modo de producir espuma rígida al calentar el poliestireno dentro de un horno que contiene un agente de espumación. Se desarrolló el poliestireno expandible, la Basf lo patenta, Antonio Miravete relata como en 1971, cuando las fibras de aramida son creadas y comercializadas por la Du pont, con el nombre de Kevlar. Durante la década de los cincuenta, 50 Karl Ziegler y Giulio Natta realizan estudios e investigaciones sobre catalizadores metalocénicos, trabajo que culminó con el Premio Nóbel de la Química que recibieron ambos en 1963. No obstante antes de esta fecha, en 1953, Ziegler había creado un nuevo polímero, el polietileno; un año más tarde su compañero italiano Giulio Natta descubre el polipropileno. 

Durante estos años, estos nuevos materiales ya no solo competirán entre sí, sino que del mismo modo también lo hacían con los tradicionales como pueden ser las maderas o los metales, así tenemos el caso del plástico reforzado a base de una matriz resinosa de poliéster y refuerzo de fibra de vidrio, que compiten con el aluminio por su ligereza y rigidez y que crean la base para la construcción de elementos estancos fabricados de una sola pieza con una resistencia, flexibilidad y ligereza muy superiores. En 1973 el desarrollo de los plásticos sufre un colapso debido a la crisis energética provocada por los países árabes que embargaron el petróleo a aquellos que apoyaron a Israel en la guerra de Yom Kippur, como a los Estados Unidos y a Holanda, lo que derivó en una desestabilización total de la economía mundial y el encarecimiento de los plásticos pues las materias primas para su elaboración, se obtienen a partir del “oro negro”. 

La era de los superpolímeros. A partir de los años 70 tiene lugar el advenimiento de multitud de descubrimientos científicos y tecnológicos debido al mayor número de científicos que operan en este ámbito así como herramientas tan avanzadas con que cuentan. Los adelantos de los científicos así como las empresas productoras de polímeros en EE.UU como la Down Chemical, Hitachi, Du Pont, Unión Carbide New Kadel, Allied Corp, Allied Chemical, la Mitsubishi Chemical, la NASA, los laboratorios de fuerzas aéreas y otras tantas de todo el mundo, fomentan la investigación sobre nuevos polímeros para mezclar o alear algunos inmiscibles entre sí. Los programas I + D (Investigación y desarrollo) crean constantemente nuevos materiales. Se perfeccionan la maquinaria y los medios productivos para los plásticos, se suceden avances en cuanto a los plásticos reforzados y materiales reforzados (“composites”), se descubren nuevos tipos de aditivos para polímeros y los que han nacido recientemente tienen sus propiedades aún más potenciadas como la aplicación a temperaturas más elevadas, resistencia al dañado por el uso, con mayores resistencias mecánicas y módulos elásticos así como más resistencia a los agentes químicos y a la corrosión. Son polímeros específicos para aplicaciones aeroespaciales. Citamos algunos extraídos de la recopilación de materiales que hace Francisco Javier Melero Columbrí en su trabajo: 

“Recientemente, la firma DuPont ha presentado dos resinas de poliimida, denominadas AVAMID-K y AVAMID-N, que constituyen unas excelentes matrices termoplásticas con elevadas resistencias mecánicas a elevadas temperaturas, presentando buena resistencia al dañado por el uso. Se comienzan a emplear, preferentemente, en aplicaciones aeroespaciales y militares”. 

La ciencia de los plásticos se interna en otras áreas: se estudian la modificación superficial de los nuevos polímeros para favorecer la biocompatibilidad con el cuerpo humano, surgen los biopolímeros como los producidos por fermentación bacteriana como el polihidroxibutirato (PHB), producido por fermentación bacteriana del “Alcalígenes eutrophus”. Aparecen en escena los polímeros conductores, polímeros termocromáticos, se investigan polímeros piezoeléctricos, polímeros cristalinos líquidos, materiales reforzados trenzados. Nacen nuevas fibras y filamentos a partir de una gran variedad de polímeros, por ejemplo, la fibra denominada Spectra-900 de la Allied Chemical, una fibra a base de polietileno desarrollada entre los años 1985 y 90, es más ligera, resistente y con adhesividad mejorada. Utilizadas para protección balística y recipientes bajo fuertes presiones. Emergen elastómeros híbridos constituidos por gomas naturales y por gomas sintéticas o polímeros sintetizados para reproducir las mejores propiedades de las gomas sintéticas. Los polímeros se mezclan con otros materiales de diferente naturaleza: los cementos plásticos son cementosordinarios con una pequeña cantidad de agua y de polímero. Los plásticos han penetrado en la sociedad y hoy en día son cruciales pues han contribuido a facilitar nuestro modo de vida, la variedad de polímeros que están presentes en el mercado es muy grande, con lo cuál se generan tantos residuos que en 1988 el Bottle Institute de la Society of the Plastics Industry, crea un sistema de códigos para identificar los recipientes de plástico. Cada código tiene un número dentro de un símbolo triangular y una abreviatura debajo a fin de identificarlos correctamente para un eventual reciclaje.



MATERIAS PRIMAS DE LOS
MATERIALES SINTÉTICOS

Origen y Obtencion de la materia prima

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo.

Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Los plásticos, como todos los otros materiales que utilizamos, se obtienen mediante la extracción y procesamiento de los recursos naturales con que cuenta el planeta. Sin embargo, es posible diferenciarlos con base en el tipo de recursos naturales que han sido empleados como materia prima en su producción. La mayoría de los plásticos utilizados hoy en día se fabrican a partir del procesamiento de combustibles fósiles, como el petróleo o el gas natural, que son considerados como recursos naturales no renovables. Existen, por otro lado, plásticos biobasados, que contienen una proporción mayoritaria de materias primas renovables, es decir, aquellas que pueden regenerarse en lapsos de tiempo relativamente cortos. 


INFORMACION DE IMPORTACIA

ELEMENTOS SINTÉTICOS UTILIZADOS EN VEHÍCULOS Y SUS CARACTERÍSTICAS:

Termoplasticos:

-ABS ( acrilonitrilo-butadieno-estireno): Tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional , resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies.Se usan en calandras y rejillas, estructuras del salpicadero.
-ALPHA ( abs- policarbonato): Presenta buenas propiedades mecánicas y térmicas es rígido resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional. Se utiliza en spoilers, cantoneras, rejillas.
-PA ( poliamida): También conocida como nailon, se fabrica en varias densidades.Es tenaz, resistente al desgaste y a los disolventes usuales.
-PC( policarbonato): Materiales rígidos y duros con una excepcional resistencia al impacto.Son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor.Es combustible pero de carácter autoextingible. Se utiliza para revestimientos, paragolpes, interiores, pasos de ruedas, carenados de moto.
-PE (polietileno): Es el polimero de mayor producción Es resistente a los productos químicos y a las levadas temperaturas, tiene una gran resistencia a la tracción y al impacto. Se utiliza para baterías, paragolpes, revestimientos.
-PP ( polipropileno): Tiene idénticas aplicaciones que el PE de alta densidad. Es buen aislante y muy resistente a la tracción y a la abrasión.



-PP-EPDM ( etileno-propileno-dieno-monomero): Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Se utiliza en paragolpes, revestimientos interiores y exteriores.
-PVC 8cloruro de polivinilo): Resistente a la intemperie y a la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes. Se utiliza en cables eléctricos, pisos de autocares.


Termoestables:

-GU-P ( resinas de poliester reforzadas con fibra de vidrio): Son materiales rigidos, ligeros y de buenas propiedades mecanicas. Se utiliza en portones, capos, carenados de motos.
-GFK (plasticos reforzados con fibra de vidrio): Presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. SE usan en paragolpes, salpicaderos.
-EP ( resina epoxi): Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos no originan encogimiento. Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.



Elastomeros:

-PU ( poliuretano) y PUR ( poliuretano rigido): Son la base de diversos elastomeros. Resitentes a la abrasion y na notable resistencia al desgarramiento. Se uso en cantoneras, revestimientos interiores, asientos.


-IDENTIFICACIÓN , MÉTODOS , NORMAS, LEGISLACIÓN:

En la reparación de los materiales sintéticos, es imprescindible conocer la naturaleza de los mismos, pues las soldaduras deben ser realizadas con el mismo plástico.Los métodos mas utilizados para realizar su identificación son:


1.-Por combustión: Es un procedimiento fácil y rápido. 
Se realiza en cuatro fases.
-Muestra necesaria para realizar la identificación.
-Limpiar el trozo extraído retirando la pintura,grasa.
-Prender el extremo con una llama limpia.
-Observar las características de la combustión y comprarla con una tabla.

2.-Por el test de soldadura:
-Quitar la pintura y limpiar una zona de la parte interior del elemento a reparar.
-Seleccionar la tobera de acuerdo con la medida de la varilla.
-Ajustar la temperatura.
-Pasar la varilla a través de la tobera y comenzar a soldar.
-Retirar el soldador, dejar enfriar y a continuación tirar de la varilla.
-Si se desprende es que el plástico no es igual, ni compatible.


3.- Por el código de identificación: Permite el reconocimiento inmediato del material.

4.-Por la documentación del vehículo desarrollada en microfichas.

Durante las operaciones de fresado, es necesario llevar guantes, gafas de protección y mascara protectora contra el polco para evita la irritación ocasionada por la partículas finas removidas por la fresadora.

Bueno esto a sido todo en esta ocasión espero que os sirva de mucho esta entra a la que hemos dedicado un tiempo con la finalidad que se familiaricen con los materiales sinteticos..hasta pronto, un saludo..

martes, 23 de febrero de 2016

REPARACIÓN TRAVIESA MOTOR

hola a todas!! en esta ocasión vamos a reparar una traviesa para sujetar motor  bueno vamos a ellos...

04/02/2016
  • Bueno como ya os comente vamos a reparar una traviesa para sujetar motor, el problema que tiene es que las rocas estas afectadas tanto del tornillo como de las tuerca del tornillo y no rosca ya que esta muy trabajada a la hora de hacer el ajuste.


Esta es la traviesa que tenemos que reparar hemos decidido cortar las rosca para asi poder liberar facilmente la tuerca ya que es muy dificil desajustar o ajustar la tuerca por que tenemos la rosca muy mal los sujetamos a un tornillo de banco y procedemos a cortar



  • una vez cortada la rosca para así tener menos recorrido para sacar la tuerca de la rosca nos ayudamos de una tubo de metal para hacer palanca y así poder sacar el tornillo de la rosca con mas facilidad.


Una vez que hemos sacado la tuerca, vamos a proceder a su reparación pero ha habido un problema que no tenemos las herramientas necesarias para realizar la reparación y hemos parado la realización de estar practica en este punto .... seguiremos con esta practica esto es un punto y seguido....

Bueno esta claro que hemos cometido un pequeño fallo en esta practica que seguro nos servirá para no volverlo a cometer, el fallo que hemos tenido es que al empezar la practica no hemos verificado tener todas las herramientas necesarias que nos hacían falta para realizar esta reparación, no olvides que siempre que empecemos un practica en este caso de reparación debemos cerciorarnos que contamos con todas las herramientas... hasta pronto volveremos seguramente con la reparación culminada..

18/02/2016

Vamos a continuar con esta practica, en principio íbamos a hacer una varilla roscada pero al final hemos decido comprar la varilla ya roscada y los tornillos que también íbamos a reparar los hemos comprado y así podremos avanzar mas rápido esta practica.


En la imagen podemos ver la varilla roscada pero pimero vamos a cortar las rocas de las varilla doblada en forma de V para reciclarlo y soldar ala nueva varilla.


En la imagen podeis ver que estamos cortando la rosca que nos queda enla varilla doblada en forma de V con la flex para porder soldarla a la nueva varilla.


Ahora lo siguente es cortar las varillas que estan soldadas al tornillo y que hace un forma de T junto al tornillo que sirve para roscar y hasta tener bien tensadas la cadena con la que sujetamos el motor del coche


Luego después de cortar todo los elementos tenemos que dar una mejor forma a la varilla en forma de V para que al soldar suelde sobre un superficie medianamente lisa y lo que hemos hecho es cambiar la  por la de desbaste y así poder moldear un poco la varilla ya que después del corte no a quedado nada lisa.





una vez separado todo lo que podemos reciclar para soldar al a nueva varilla roscada vamos a proceder a soldar que eso seria lo ultimo que haríamos para terminas esta practica.

pero antes de soldar se nos esta olvidando un ultimo paso que seria cortar las rosca a la misma media que tenia la rosca anterior que en este caso es de 24cm.


Una vez realizado todo estos pasos procedemos a unir median soldadura de mig-mag todas las piezas, se nos a echo un poco difícil poder dar el primer punto de unión para poder soldar bien la la varilla roscada con la varilla en forma de V.

Se nos a complicado por que es muy difícil mantener la varilla recta para poder soldar juste en el angulo mas cerrado de la varilla en forma de V así que solo hemos podido llegar a hasta aquí y no hemos terminado la practica.

la siguiente actualización de este practica seguro que lo terminamos por que solo nos falta soldar... hasta pronto y un saludo..

25/02/2016

Bueno vamos a seguir con esta practica como ya sabían solo nos falta soldar..

Lo que hemos hecho lo primero es hacer unas practicas antes de soldar con el fin de tener un poco mas de practica a la hora de hacer el trabajo final de esta reparación y así cometer los menos errores posibles a la hora de soldar esta pieza.

Lo que hemos hecho es reciclar la varilla roscada anterior y cortar unas varillas y doblar para hacer una simulación de lo que queremos conseguir con la varilla que vamos a soldar.


Lo que ven en la foto de arriba es la varilla reciclada y hemos cortado otras varillas y las hemos doblado para poder realizar esta practica antes de soldar nuestra pieza util.


La foto que veis arriba es nuestra primera simulación la verdad es que a salido mejor de lo esperado hemos conseguido unir lo que pretendíamos  que en este caso es la varilla roscada con la varilla doblada en forma de V para eso hemos tenido que regular la maquina con mucha intensidad  en este caso a 6 de intensidad  y a 5 de velocidad para el electrodo.

En la siguiente simulación que hemos hecho también nos a ido bastante bien ya que como os he comentado hemos encontrado la regulación exacta de la maquina y eso ayuda mucho a la hora de solar con la maquina de MIG-MAG.


Pueden ver en la foto de arriba que es nuestra segunda simulación lo bien que a quedado hemos unido la bien la pieza ahora vamos a hacer lo mismo ahora con la varilla que vamos a utilizar en la traviesa.


En la foto de arriba pueden ver el resultado de nuestra soldadura la verdad que después de haber hecho la simulación se nos ha hecho mas fácil realizar esta soldadura hemos logrado unir la pieza. Ahora los siguiente es soldar las carillas a la tuerca.


En la foto de arriba pueden ver que hemos soldado a un lado de la tuerca la primera varilla a quedado bastante bien aunque en esta ocasiona hemos tenido que bajar la intensidad de en un punto tanto en intensidad como en velocidad del electrodo..

Bueno En este día en el taller hemos llegado hasta aquí, la verdad que se nos esta haciendo mas largo de lo esperado pero creo que a sido necesaria la simulación puesto que era la primera vez que soldamos con esta maquina, vamos lentos pero seguro de lo que hacemos solo nos faltaría soldar el otro lado de la varilla a la tuerca y dar el acabado final a la pieza y así quedaría finalizada esta practica seguro que el próximo día lo terminamos ... un saludo y hasta pronto.

07/03/2016

Hola amigos vamos a seguir con esta practica....


En la foto de arriba podéis ver que ya hemos soldado la otra varilla que nos faltaba hemos comprobado que haya soldado bien.. pues lo siguen seria dan el acabado final para dar por finalizada esta practica  así poder hacer uso de este útil que es muy importante nosotros.

Vamos a dar el acabado a final a esta practica vamos a desbastar un poco la soldadura que hemos hecho entre el tornillo y la varilla para darle un aspecto estéticamente mejor. 


Después de de desbastar y luego pasarle por el cepillo de hierro que tiene el esmeril a quedado de la siguiente manera..


Bueno amigos esto a sido todo en esta practica. Como habéis podido apreciar durante a realización de esta practica aveces es necesario hacer unas simulación para coger algo de practica para realizar cualquier soldadura o reparació.. un saludo y hasta pronto..


jueves, 18 de febrero de 2016

INTRODUCCIÓN MATERIALES METÍLICOS

Hola a todos!! en esta ocasión hablaremos de forma genérica de los materiales metálicos. Vamos a ello

INTRODUCCIÓN MATERIALES METÁLICOS
  


El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, fruto de la utilización de mineral de cobre con incursiones de estaño, entre 3500 a. C. y 2000 a. C., en diferentes regiones del planeta, surgiendo la denominada Edad de Bronce, que sucede a la Edad de Piedra.

Otro hecho importante en la historia fue el descubrimiento del hierro, hacia 1400 a. C. Lo shititas fueron uno de los primeros pueblos en utilizarlo para elaborar armas, tales como espadas, y las civilizaciones que todavía estaban en la Edad de Bronce, como los egipcios o los aqueos, pagaron caro su atraso tecnológico.

No obstante, en la antigüedad no se sabía alcanzar la temperatura necesaria para fundir el hierro, por lo que se obtenía un metal impuro que había de ser moldeado a martillazos. Hacia el año 1400 d. C. se empezaron a utilizar los hornos provistos de fuelle, que permiten alcanzar la temperatura de fusión del hierro, unos 1.535 °C.

Henry Bessemer descubrió un modo de producir acero en grandes cantidades con un coste razonable. Tras numerosos intentos fallidos, dio con un nuevo diseño de horno (el convertidor Thomas-Bessemer) y, a partir de entonces, mejoró la construcción de estructuras en edificios y puentes, pasando el hierro a un segundo plano.

Poco después se utilizó el aluminio y el magnesio, que permitieron desarrollar aleaciones mucho más ligeras y resistentes, muy utilizadas en aviación, transporte terrestre y herramientas portátiles. El titanio, que es el último de los metales abundantes y estables con los que se está trabajando, y se espera que, en poco tiempo, el uso de la tecnología del titanio se generalice.

Hay todo tipo de metales: metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no ferrosos, etc. y el mercado de metales es muy importante en la economía mundial.



TIPOS DE ENLACES QUIMICOS

Prácticamente todas las sustancias que encontramos en la naturaleza están formadas por átomos unidos. Las intensas fuerzas que mantienen unidos los átomos en las distintas sustancias se denominan enlaces químicos.

¿Por qué se unen los átomos?
Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados.
Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles.
Los gases nobles tienen muy poca tendencia a formar compuestos y suelen encontrarse en la naturaleza como átomos aislados. Sus átomos, a excepción del helio, tienen 8 electrones en su último nivel. Esta configuración electrónica es extremadamente estable y a ella deben su poca reactividad.
Podemos explicar la unión de los átomos para formar enlaces porque con ella consiguen que su último nivel tenga 8 electrones, la misma configuración electrónica que los átomos de los gases nobles. Este principio recibe el nombre de regla del octeto y aunque no es general para todos los átomos, es útil en muchos casos.

Distintos tipos de enlaces
Las propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturaleza de los enlaces que unen sus átomos.
Existen tres tipos principales de enlaces químicos: enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico

Enlace iónico

Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos (especialmente los situados más a la izquierda en la tabla periódica -períodos 1, 2 y 3) se encuentran con átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -especialmente los períodos 16 y 17).
En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal, transformándose eniones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas las llamamos enlaces iónicos.
Ejemplo: La sal común se forma cuando los átomos del gas cloro se ponen en contacto con los átomos del metal sodio. 



Enlace covalente

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...).
Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.
En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.
Ejemplo: El gas cloro está formado por moléculas, Cl2, en las que dos átomos de cloro se hallan unidos por un enlace covalente


Enlace Metalico

El enlace metálico se produce cuando se combinan metales entre sí. Los átomos de los metales necesitan ceder electrones para alcanzar la configuración de un gas noble. En este caso, los metales pierden los electrones de valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos.

El enlace metálico se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los cationes que se forman.

Este enlace se presenta en el oro, la plata, el aluminio, etc. Los electrones tienen cierta movilidad; por eso, los metales son buenos conductores de la electricidad. La nube de electrones actúa como "pegamento" entre los cationes. Por esta razón casi todos los metales son sólidos a temperatura ambiente.


EL ENLACE METÁLICO

es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí.

Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se trata de líneas tridimensionales que adquieren estructuras tales como: la típica de empaquetamiento compacto de esferas (hexagonal compacta), cúbica centrada en las caras o la cúbica centrada en el cuerpo.


El enlace metálico se produce cuando se combinan metales entre sí. Los átomos de los metales necesitan ceder electrones para alcanzar la configuración de un gas noble. En este caso, los metales pierden los electrones de valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos.

El enlace metálico se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los cationes que se forman.

Este enlace se presenta en el oro, la plata, el aluminio, etc. Los electrones tienen cierta movilidad; por eso, los metales son buenos conductores de la electricidad. La nube de electrones actúa como "pegamento" entre los cationes. Por esta razón casi todos los metales son sólidos a temperatura ambiente.



En este tipo de estructura cada átomo metálico está dividido por otros doce átomos (seis en el mismo plano, tres por encima y tres por debajo). Además, debido a la baja electronegatividad que poseen los metales, los electrones de valencia son extraídos de sus orbitales. Este enlace sólo puede estar en sustancias en estado sólido.
Los metales poseen algunas propiedades características que los diferencian de los demás materiales. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, y tienen un punto de fusión alto.


El enlace metálico es característico de los elementos metálicos. Es un enlace fuerte, primario, que se forma entre elementos de la misma especie. Al estar los átomos tan cercanos unos de otros, interaccionan sus núcleos junto con sus nubes electrónicas, empaquetándose en las tres dimensiones, por lo que quedan los núcleos rodeados de tales nubes. Estos electrones libres son los responsables de que los metales presenten una elevada conductividad eléctrica y térmica, ya que estos se pueden mover con facilidad si se ponen en contacto con una fuente eléctrica. Los metales generalmente presentan brillo y son maleables. Los elementos con un enlace metálico están compartiendo un gran número de electrones de valencia, formando un mar de electrones rodeando un enrejado gigante de cationes. Muchos de los metales tienen puntos de fusión más altos que otros elementos no metálicos, por lo que se puede inferir que hay enlaces más fuertes entre los distintos átomos que los componen. La vinculación metálica es no polar, apenas hay diferencia de electronegatividad entre los átomos que participan en la interacción de la vinculación (en los metales, elementales puros) o muy poca (en las aleaciones), y los electrones implicados en lo que constituye la interacción a través de la estructura cristalina del metal. El enlace metálico explica muchas características físicas de metales, tales como maleabilidad, ductilidad, buenos en la conducción de calor y electricidad, y con brillo o lustre (devuelven la mayor parte de la energía lumínica que reciben).
La vinculación metálica es la atracción electrostática entre los átomos del metal o cationes y los electrones deslocalizados. Esta es la razón por la cual se puede explicar un deslizamiento de capas, dando por resultado su característica maleabilidad y ductilidad.
Los átomos del metal tienen por lo menos un electrón de valencia, no comparten estos electrones con los átomos vecinos, ni pierden electrones para formar los iones. En lugar los niveles de energía externos de los átomos del metal se traslapan. Son como enlaces covalentes identificados.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES METÁLICOS

Las caracteristicas de los matriales metalicos se deben a que son elementos químicos que en su mayoría son solidos (con excepción del mercurio) cuando se encuentran a temperatura ambiente.

Los metales presentan un brillo que los distingue ampliamente de otros elementos, así como que algunos de los metales tienen reacciones químicas con el oxígeno oxidándose; los metales debe distinguirse de los metaloides y los metales abarcan gran parte de la tabla periódica de los elementos junto con los ya mencionados metaloides.


8 características de los metales:

  • Los metales tienen la circunstancia de ser elementos brillantes variando de un metal a otro la intensidad de brillo.
  • Otro aspecto importante de los metales es que permiten formar aleaciones como el bronce, acero alnico latón, etc.
  • Los metales también tienen algunas cualidades aprovechables en el servicio médico, tal como el titanio, el acero inoxidable y el oro, que son hipoalergénicos y permiten realizar intervenciones quirúrgicas como prótesis y en odontología curaciones dentales.
  • En los metales existe otro fenómeno, que es el de poder conducir en mayor o menor capacidad la electricidad, causa por la cual es utilizado como conductor haciéndose de cobre y aluminio la mayoría de alambres y cables de conducción, aunque también se utilizan el oro y la plata, para realizar tanto cables como conexiones eléctricas, sobre todo en los procesadores de las computadoras.
  • El magnetismo es otra cualidad de los metales, pero si bien muchos son magnéticos, otros no lo son, como sucede con el hierro.
  • Aun así al formarse campos de cobre o aluminio, se forman campos magnéticos, y de esa forma se realizan los estatores de los motores eléctricos, que giran el rotor por medio de campos magnéticos.
  • Los metales tienen la cualidad o capasidad de ser de ser maleables, de fundirse a una temperatura determinada, esto permite que sea vaciado en moldes y es lo que les permite formar las aleaciones como las que se mencionan arriba y por su misma ductilidad se pueden deformar.
  • Al poder fundirse puede ser vaciado en moldes, los cuales le dan la forma deseada a la pieza de metal, también puede ser troquelada, doblada o formarse laminas.+
METALOGRAFÍA


Es la rama de la metalurgia que estudia la estructura de un metal-aleación y la relaciona con la composición química, con las propiedades mecánicas y físicas. Este estudio es llevado a cabo con la aplicación de diversas y variadas técnicas especiales. En los comienzos de la metalurgia, se utilizaron para conocer las propiedades físicas y mecánicas de los materiales, los análisis químicos y los ensayos mecánicos. Con estos métodos no quedaba definido completamente el metal o la aleación, con la aparición de la metalografía comenzó una información muy valiosa que se refiere a la forma y tamaño del grano, conformación de los constituyentes capaces de ejercer gran influencia sobre la dureza, resistencia a la tracción resiliencia, fatiga, etc., los cuales pueden ser modificados por los tratamientos térmicos o conformación mecánica. La metalografía no reemplaza a los métodos anteriormente enunciados, sino que se complementan entre sÌ. En el campo de los tratamientos térmicos, encuentra un amplio campo de aplicación, determinando el metalografo una falla producida en una pieza en servicio o un temple mal realizado. Dentro de este método esta la macrografia en la cual se puede observar un defecto o la orientación de las fibras del material según su laminación o forjado. Entre la macrografía y micrografía existe una diferencia entre las dos en la observación en el microscopio, en la primera se utiliza hasta 10 aumentos y en la segunda desde 50 hasta 1000 aumentos.

ESTRUCTURA MICROSCÓPICA DE LOS METALES


Los detalles de la estructura de los metales no son fácilmente visibles, pero las estructuras de grano de los metales pueden verse con un microscopio. Las características del metal, el tamaño de grano y el contenido de carbono pueden determinarse estudiando la micrografía.

GRANO

El tamaño de grano tiene considerable influencia en las propiedades mecánicas de los metales y aleaciones, por eso es de gran interés conocerlo. Así pues, podemos entender que la realización de los diferentes tratamientos térmicos tenga como principal objetivo obtener el tamaño de grano deseado. 

Los límites de grano, son el lugar en que ocurren, preferentemente, las reacciones en estado sólido. En general, la energía libre de una cantidad de masa de metal dada disminuye a medida que aumenta el tamaño de grano. La causa del cambio de energía es la disminución de la energía interfacial asociada a los límites de grano. Esta disminución de energía es la fuerza impulsora que tiende a producir el crecimiento del grano. Ahora bien, en la mayoría de las condiciones de aplicación de los metales, la velocidad de crecimiento del grano es muy pequeña, y sólo a temperaturas elevadas el crecimiento se produce rápidamente. Un material de grano fino será, por lo tanto, más duro y más resistente que un material de grano grueso, el cuál (este último) tendrá más juntas de grano donde se acumularán más tensiones. Por todo lo anterior debe verificarse que la dureza es inversamente proporcional al tamaño de grano.



CRISTAL

La particularidad fundamental de la constitución de los metales es la distribución perfectamente organizada de sus átomos, característica de todos los cuerpos cristalinos.

La estructura cristalina es la causa a la cual deben los metales una serie de sus propiedades, ausentes en los cuerpos amorfos.

En un metal siempre se puede destacar un conjunto mínimo de átomos (cristal elemental), cuya distribución en el espacio es semejante y se repite reiteradas veces. El enlace de tales conjuntos de átomos forma la red cristalina o cristal, constituida por cristales elementales.

La mayoría de los metales tienen cristales elementales como: cúbico espacial centrado (figura A), cúbico centrado en las caras (figura B) y hexagonal compacto (figura C).








Los metales más densos, que contienen la máxima cantidad de átomos en un mismo volumen, esto es, tienen distancias ínter-atómicas menores, son los que tienen cristales elementales cúbicos centrados en las caras y hexagonales compactos.


Proceso de cristalización.

En los metales y aleaciones líquidas, calentados considerablemente por encima de su punto de fusión, los átomos se agrupan a azar, de modo irregular y son portadores de elevada energía y movimiento. A medida que el líquido se enfría y se acerca al punto de solidificación, la energía de algunos átomos puede haber disminuido y con ello su movilidad dentro de la masa, de tal forma que pueden ocupar, respecto a los otros, una posición más orientada, lo que se asemeja a su disposición en el metal sólido.

Una vez alcanzada la temperatura de solidificación, estos grupos aislados de átomos pueden haber quedado ya orientados y enlazados como el cristal elemental, adquiriendo una estructura rígida de orientación los unos respecto a los otros. Los átomos vecinos pueden, una vez perdida la energía térmica necesaria, irse agregando al cristal elemental formado, formando nuevos cristales elementales unidos y comenzar dentro de la masa líquida a formar redes cristalinas en crecimiento. Estos cristales en crecimiento, cuando alcanzan cierto tamaño se convierten en núcleos de cristalización, y a su alrededor comienza a tejerse la red cristalina, a medida que más y más átomos van perdiendo energía con el enfriamiento.

Como la formación de los núcleos de cristalización puede comenzar indistintamente en cualquier parte de la masa líquida, los cristales pueden comenzar a crecer en múltiples lugares simultáneamente.

En el proceso de cristalización, mientras que el líquido circunde al cristal ya formado y creciente, este va manteniendo una forma relativamente correcta, los átomos vecinos se van enlazando en la posición adecuada y la red cristalina se incrementa manteniendo su geometría. Sin embargo, debido a que la transferencia de calor del material fundido puede ser diferente en diferentes direcciones; por ejemplo, mayor hacia las paredes de molde o recipiente, la red cristalina pueden ir creciendo en unas direcciónes mas que en otras por lo que los cristales van adquiriendo una forma alargada y se constituyen en los llamados ejes de cristalización.

A partir de los primeros ejes, en direcciones perpendiculares tiene lugar el crecimiento de nuevos ejes. A partir de estos nuevos ejes, también en direcciones perpendiculares, crecen otros ejes, que por su parte dan lugar a otros etc. Las ramas formadas van creciendo en dirección de su engrosamiento y multiplicación progresivos, lo que conduce a la interpenetración y formación del cuerpo sólido.

Este tipo de cristalización, que recuerda a un cuerpo ramificado, se conoce como dendrítico, y el cristal formado dendrita (figura 1).


Figura 1.


En el transcurso de su crecimiento dentro de la masa líquida, los cristales empiezan a entrar en contacto, lo que impide la formación de cristales geométricamente correctos, por consiguiente, después de la solidificación completa, la forma exterior de los cristales formados adquiere un carácter casual. Tales cristales se denominan granos y los cuerpos metálicos, compuestos de un gran número de granos, se denominan policristalinos.

Los tamaños de los granos dependen de la velocidad con que se forman y crecen los núcleos.

Tanto la velocidad de formación de los núcleos como la velocidad de su crecimiento depende en gran grado de la velocidad de enfriamiento y de la temperatura de sobrefusión.

A mayor sobrefusión, mayor posibilidad de que se produzcan las condiciones, en diferentes zonas del líquido, para el surgimiento de los núcleos de cristalización.

Un enfriamiento rápido conduce a la formación de muchos núcleos y con ello a un tamaño del grano menor que con lento enfriamiento.

De esta característica se desprende que si se pudiera lograr un enfriamiento lo suficientemente lento, la masa del metal pudiera estar formada por un pequeño grupo de granos casi geométricamente perfectos. Estas condiciones fueron posibles probablemente en el lento enfriamiento de las rocas en la corteza terrestre, y por tal motivo, en ocasiones, pueden encontrarse en la naturaleza grandes cristales de exacta geometría entre las rocas.

Defectos de cristalización.

La estructura de los cristales reales se diferencia de los citados anteriormente. En los metales se encuentran impurezas que influyen sobre el proceso de cristalización y que deforman la red espacial del cristal.

Defectos puntiformes.

En algunos nudos de la red cristalina debido al contacto entre los cristales en crecimiento que impide el enlace correcto, los átomos pueden faltar, y en consecuencia el cristal elemental queda deformado. Esos nudos no ocupados por los átomos se llaman vacancias.

Al contrario, a veces en el cristal elemental puede encontrarse un átomo sobrante que queda atrapado en la solidificación, en este caso tampoco puede formarse el cristal elemental de manera correcta. Tales átomos se llaman átomos intersticiales.

Tanto las vacancias como los átomos intersticiales y los átomos ajenos se conocen como defectos puntiformes.

Defectos lineales o dislocaciones.

Cuando se forma un cristal ideal de determinado metal, la estructura cristalina; por ejemplo centrada en las caras, resulta ser la configuración espacial mas estable a esa temperatura y por ello, las fuerzas de cohesión entre los átomos del cristal son las mayores posibles, el metal puede haber alcanzado su mayor resistencia mecánica.

En la práctica, a la hora de elaborar una pieza metálica desde el material fundido, las condiciones reales de cristalización se apartan en mucho de las ideales, en este caso:

1.- En el metal siempre hay impurezas.

2.- Las temperaturas de fusión son altas.

3.- Las velocidades de enfriamiento relativamente altas.

4.- La transferencia de calor de la masa fundida al medio es diferente en diferentes direcciones.

Las partes mas cercanas a las paredes del molde se enfrían a una velocidad mucho mayor que las mas interiores.
Cada una de estas condiciones perturbadoras produce cambios a la red cristalina y dan lugar a la formación de los granos (cristales imperfectos). En los planos de unión de los granos, las fuerzas de cohesión del material se ven notablemente disminuidas, allí el enlace atómico es mas débil ya que no puede alcanzarse la forma mas estable de unión atómica.

Hay que agregar a esto, el hecho de que una parte considerable de las impurezas se segregan en el material hacia esas zonas limítrofes de los granos lo que reduce aun mas su estabilidad.

De esta forma dentro del metal solidificado se producen zonas de resistencia y estabilidad reducida, que comúnmente bordean los granos del material. Estas zonas se conocen como dislocaciones.

La presencia de las dislocaciones en la estructura cristalográfica de los metales está directamente relacionada con la capacidad de estos de resistir deformaciones plásticas sin romperse. Estas dislocaciones se convierten el planos de deslizamiento en las zonas límites de los cristales.

Si se obtuviera un cristal metálico libre de dislocaciones, entonces la deformación plástica de tal cristal se dificultaría, puesto que tendría que deformarse la estructura atómica muy estable del cristal que tiene la máxima resistencia. Probablemente se produciría la rotura del material al deformarlo una cantidad significativa como sucede con materiales altamente cristalinos como el diamante.

MATERIALES METÁLICOS

Metales se llaman a aquellos materiales que son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, tienen una elevada capacidad de reflexión de la luz, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio).

Se extraen de los minerales de las rocas. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la prehistoria, por eso son materiales muy importantes en la Tecnología.

Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro se llaman ferrosos, el resto se llaman no ferrosos. Otro tipo de metales, pero que no son de uso en la industria, serían los llamados metales preciosos.


Ejemplo de Materiales Metálicos son el acero, la fundición, el bronce, el latón, etc.

Los Materiales Metálicos son metales transformados mediante procesos físicos y/o químicos, que son utilizados para fabricar productos. La gran mayoría de los metales los podemos encontrar en la naturaleza mezclados con otros elementos, es por eso que necesitamos someterlos algún proceso de limpieza antes de su utilización.

Algunos de los procedimientos de trabajo más habituales sobre los materiales metálicos son: fundición y moldeo, deformación, corte y mecanizado.

Vamos a conocer los tipos de materiales metales más importantes. Es importante que conozcas las propiedades de las que vamos hablar que tiene cada uno de los materiales. Algunas de ellas son las siguientes:

Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas.

Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos.

Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.

Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado.

Fragilidad: seria lo contrario a tenaz.

Si te interesa, tienes todas las propiedades de los materiales en este enlace: Propiedades de los Materiales.

Metales Más Importantes y Usados

FERROSOS

Los principales minerales de los que se extrae el hierro son:

- Hematita (mena roja): 70% de hierro
- Magnetita (mena negra): 72.4% de hierro
- Siderita (mena café pobre): 48.3% de hierro
- Limonita (mena café): 60-65% de hierro

La mena café es la mejor para la producción de hierro, existen grandes yacimientos de este mineral en Estados Unidos y en Suecia. En todo el mundo se pueden encontrar grandes cantidades de pirita, pero no es utilizable por su gran contenido de azufre.

El hierro por sí solo no se suele utilizar como material, es por eso que se le añade carbono para darle mayor dureza y mejorar sus propiedades.

El hierro puede aceptar determinadas cantidades de carbón diluidas (carbono), estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbono el hierro es de muy baja calidad. Veamos los metales ferrosos más utilizados.


Acero : es una aleación de hierro y carbono donde la cantidad de carbono no supera el 2% de la cantidad en la aleación. Es un material dúctil, tenaz, maleable, se puede soldar fácilmente, conductor térmico y eléctrico. Su mayor problema es que se corroe y oxida fácilmente, por eso se le suelo añadir una capa protectora de cromo y/o níquel. Por ejemplo un acero 18/10 es un acero con 18% de Cromo y el 10% de níquel.

Usos: tiene multitud de usos como cuberterías y utensilios de cocina, vigas, puentes, tirantes, chasis y carrocerías de coches, piezas de unión, herramientas, etc.

Fundición: es una aleación de hierro y carbono con un porcentaje en carbono superior al 2% del total de la aleación, pero sin superar el 4%. Es un material muy duro, con gran resistencia al desgaste, de color gris oscuro, resistente a la corrosión. Los principales problemas de la fundición es que no es ni dúctil ni maleable y no se puede soldar, solo se les puede dar forma fundiendo el material en un molde y luego dejándolo enfriar. La ventaja frente al acero es que es más barato.

Usos: carcasas de motores y maquinaria, tapaderas de alcantarillado, farolas, patas de las mesas, etc.

El Hierro Forjado: también llamado hierro dulce, es hierro con un porcentaje muy bajo en carbono (entre el 0,05% y el 0,025%) siendo una de las variedades de uso comercial con más pureza en hierro. Es un material poco tenaz y puede soldarse mediante forja (dar forma al metal mediante fuego y el martillo, como los herreros). Es duro, maleable y fácilmente y fácilmente aleable con otros metales, sin embargo es un material relativamente frágil.

Usos: se utiliza en la construcción de grandes estructuras como puentes, para fabricar rejas, puertas, cerraduras y pestillos.

NO FERROSOS

El aluminio: se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita. Es un mineral muy abundante en la naturaleza, de color blanco plateado. Presenta una alta resistencia a la corrosión, es muy blando, muy maleable, dúctil, soldable y tiene baja densidad. También es conductor eléctrico y térmico.

Usos: cables de líneas eléctricas de alta tensión, fabricación de aviones, automóviles y bicicletas debido a su baja densidad (peso). También se emplea en carpintería metálica para fabricar puertas y ventanas, en útiles de cocina y botes de bebidas.

El Cobre: se obtiene a partir de los minerales cuprita, calcopirita y malaquita. Es de color rojizo y brillo intenso, maleable, dúctil, blando y se oxida fácilmente. A partir de cobre se pueden obtener varias aleaciones, las más conocidas son el latón (cobre y zinc) y el bronce (cobre y estaño).

Usos: cables eléctricos, hilos de telefonía, bobinas de motores, tuberías, calderas, radiadores y también para aplicaciones decorativas, bisutería y artesanía.

El Plomo: se obtiene de la galena y es de color gris plateado, blando y pesado (muy denso). Tiene gran plasticidad, es maleable, dúctil, conductor del calor y tóxico por inhalación. Posee la propiedad de poder ser forjado y martilleado cuando está muy caliente (al rojo vivo) y que se enfría muy rápidamente.

Usos: se utiliza en la fabricación de baterías y acumuladores y forma parte de algunas gasolinas. En la industria del vídreo se utiliza para dar dureza al vídreo y también se utiliza para la fabricación de armas.

El Níquel: el mineral más usado para la extracción del níquel es la niquelita aunque aparece en algunos meteoritos. El níquel es de color blanco plateado, duro, maleable y dúctil.

Usos: se emplea como protector y revestimiento ornamental de otros metales, en especial de aquellos que se corroen como el hierro y el acero. El cuproníquel (cobre y níquel) se utiliza para la fabricación de las monedas.


CLASIFICACIÓN POR DENSIDAD E IMPORTANCIA INDUSTRIAL

Clasificación de los Metales. En química se entiende por metales a un grupo determinado de elementos situado en la parte izquierda de la Tabla Periódica de los Elementos. Los elementos de este grupo, al reaccionar químicamente con los elementos no metales, ceden a los últimos sus electrones externos o de valencia.

En la técnica se entiende por metal toda sustancia que posea "brillo metálico", propio en mayor o menor medida de todos los metales, y plasticidad. Estas propiedades las tienen no sólo los elementos puros, como el aluminio, el cobre, el hierro, etc., sino también sustancias más complejas en cuya composición pueden entrar varios elementos no metales, frecuentemente con impurezas de elementos no metales en cantidades considerables. Estas sustancias se llaman aleaciones metálicas y en una denominación más amplia pueden denominarse metales.

Cada metal se diferencia de otro por su estructura y propiedades, pero existen ciertos indicios que permiten agruparlos. En primer lugar todos los metales pueden dividirse en dos grandes grupos: metales negros y metales de color.

Metales Negros

Este grupo se caracteriza por un color gris oscuro, gran densidad, exceptuando a los metales alcalinos – ferreos, alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo. El metal más característico de este grupo es el hierro.

Metales Férreos

Hierro, cobalto, níquel (llamados ferromagnéticos) y el manganeso, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos. El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de aleación.

Metales refractarios

La temperatura de fusión de estos metales es superior que la del hierro, es decir, superior a 1539 ºC. se utilizan como elementos de adición a los aceros de aleación y como base para las correspondientes aleaciones.

Metales uránicos

Actínidos, que se utilizan principalmente en aleaciones para la energía atómica.

Metales Tierras Raras

Se incluyen en esta categoría al lantano, cerio, neodimio, praseodimio y otros agrupados bajo la denominación de lantánidos, y el itrio y el escandio, semejantes a los primeros por sus propiedades.

Estos metales poseen propiedades químicas muy próximas, pero sus propiedades físicas son bastante distintas (temperaturas de fusión y otras). Se utilizan como aditicoas a las aleaciones de otros elementos. En condiciones naturales se encuentran juntos y, debido a las dificultades que hay para separarlos en elementos aislados, se utilizan generalmente como aleación mixta, llamada “misschmetall”, que contiene entre 40 - 45 % de Ce y un 45 -50% de todos los demás elementos de tierras raras. Como aleaciones mixtas deben considerarse también el ferrocerio (aleación de cerio y hierro con otras tierras raras), el didimio y otras. Los metales alcalinotérreos, en estado metálico libre no se utilizan, a excepción de algunos casos especiales.

Metales de Color

Suelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo. El metal más representativo de este grupo es el cobre.

Metales Ligeros

Caracterizados por una baja densidad, entre ellos se encuentran el Berilio, magnesio y aluminio.

Metales Nobles

Los metales de esta categoría poseen gran resistencia a la corrosión y en ella se agrupan metales como la plata, el oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio,rodio, osmio, rutenio). A ellos puede agregarse el semidoble cobre.
Metales fácilmente fusibles

En esta categoría se encuentran el zinc, cadmio, mercurio, estaño, plomo, bismuto, talio, antimonio y los elementos con propiedades metálicas debilitadas como el galio y el germanio.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL

Hoy en día los metales tienen una gran importancia para nuestra sociedad desarrollada, sin los metales seguramente no podríamos tener muchos de los lujos de los que disponemos, además de que han permitido el desarrollo de la humanidad.

Existen metales que el hombre ha utilizado desde la antigüedad, como el hierro, el cobre, el estaño, el plomo, etc., sin embargo, los metales se empezaron a utilizar con mayor frecuencia a partir de la Revolución Industrial (Gran Bretaña, a fines del siglo XVIII).

Uno de los metales de mayor importancia es el hierro (más del 80 % del peso metálico industrial), que con otros que se alean con él, forman los metales ferroaleables, necesarios para la producción de los diversos aceros.



EL ACERO



El Acero es básicamente una aleación o combinación de hierro y carbono (alrededor de 0,05% hasta menos de un 2%). Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.

Ya que el acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio) el cual se convierte más tarde en acero.

El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.

DESCUBRIMIENTO

con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. Los primeros utensilios de hierro descubiertos por los arqueólogos en Egipto datan del año 3.000 a.C., y se sabe que antes de esa época se empleaban adornos de hierro. Los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. Ese tratamiento reducía el mineral a una masa esponjosa de hierro metálico llena de una escoria formada por impurezas metálicas y cenizas de carbón vegetal. Esta esponja de hierro se retiraba mientras permanecía incandescente y se golpeaba con pesados martillos para expulsar la escoria y soldar y consolidar el hierro. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas. En ocasiones esta técnica de fabricación producía accidentalmente auténtico acero en lugar de hierro forjado. Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico.

Después del siglo XIV se aumentó el tamaño de los hornos utilizados para la fundición y se incrementó el tiro para forzar el paso de los gases de combustión por la carga o mezcla de materias primas. En estos hornos de mayor tamaño el mineral de hierro de la parte superior del horno se reducía a hierro metálico y a continuación absorbía más carbono como resultado de los gases que lo atravesaban. El producto de estos hornos era el llamado arrabio, una aleación que funde a una temperatura menor que el acero o el hierro forjado. El arrabio se refinaba después para fabricar acero.

La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer, que en 1855 desarrolló el horno o convertidor que lleva su nombre. Desde la década de 1960 funcionan varios mini hornos que emplean electricidad para producir acero a partir de chatarra. Sin embargo, las grandes instalaciones de altos hornos continúan siendo esenciales para producir acero a partir de mineral de hierro.

PROCEDENCIA MINERALOGICA DEL HIERRO

El hierro, es después del aluminio el mineral metálico más abundante en la naturaleza, aunque es raro en su forma nativa, su forma metálica no se encuentra en la naturaleza, dada la facilidad con que se oxida, este elemento sólo se encuentra en granos en los basaltos.

La hematita es un mineral accesorio de numerosas rocas eruptivas, en especial en lavas, ya que, respecto a la magnetita, requiere un ambiente oxidante. Es raro en las plutónicas, y en cambio se hace común en las pegmatitas y en los filones hidrotermales. Muchas se forman en ambientes sedimentarios por diagénesis de la limonita, manteniéndose la forma concrecional y oolítica. Permanece estable en ambiente metamórfico de bajo grado, donde incluso llega a sustituir pseudomórficamente a la magnetita. Se encuentra también en los productos de sublimación de las exhalaciones volcánicas.

IMPORTACIA HISTORICA

No se tiene a ciencia cierta un indicio de cual fue la fecha exacta de la elaboración de los primeros aceros, pero se identifican productos elaborados de acero, en el año 3000 A.C., sin embargo los primeros aceros producidos con características similares de calidad ( cantidad suficiente) al acero actual fueron obtenidos por Sir Henry Bessemer en 1856 con la ayuda de un proceso por el diseñado utilizando fósforo y azufre, sin embargo debido a la necesaria presencia de estos elementos, ha caido en desuso, siendo sustituido por el sistema inventador por Sir William Siemens en 1857 el cual descarburiza la aleación de acero con la ayuda de óxido de hierro.

Actualmente los procesos han ido mejorando el acero en especial el usado mediante la reducción con oxigeno inventado en Austria en 1948 y el colada contian que es el que permite la formación de perfiles mediante la dosificación del material fundido en un molde enfriado por agua que genera un elemento constante en su sección el mismo que es afinado en sus dimensiones con rodillos

CARACTERISTICAS

CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DE LOS ACEROS.

Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por la contribución química que tienen los aceros. Por medio de los ensayos de laboratorio se determina la resistencia a tracción y a compresión evaluando su limite elástico y el esfuerzo de rotura. Elasticidad: La elasticidad de los aceros es muy alta, en un ensayo de tracción del acero al estirarse antes de llegar a su límite elástico vuelve a su condición original. Soldabilidad: Es un material que se puede unir por medio de soldadura y gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas. Ductilidad: Los aceros tienen una alta capacidad para trabajarlos, doblarlos y torcerlos. Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada. Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia.

 CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DE LOS ACEROS.

 Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina. Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la utilización de los materiales y el mantenimiento que se les de a los mismos.

PROPIEDADES MAS SIGNIFICATIVAS

Las propiedades del acero son las siguientes: 

Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto). 

Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta. 

Dureza: Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

ESTRUCTURAS CRISTALOGRAFICAS

El acero presenta distintas estructuras cristalinas dependiendo básicamente de a que temperatura se encuentre y que porcentaje de carbono contenga. Todas las estructuras que puede presentar el acero están especificadas en el diagrama de hierro carbono, el cual en el eje horizontal tiene el contenido de carbono y en el eje vertical la temperatura. 
Para complicar aun mas las cosas, el acero también puede presentar estructuras metaestables dependiendo de que tan rápido o lento haya sido el proceso de enfriamiento. 
Algunas de las estructuras estables son: perlita, ferrita alfa, ferrita gamma, ledeburita y cementita. Algunas de las estructuras metaestables son: martensita (es la estructura del acero templado), bainita, troostita. 
La diferencia entre estas estructuras es la forma en la que se solubiliza, combina y precipita el carbono 


COLORES DEL ACERO SEGÚN TEMPERATURA


EL ALUMINIO

Las latas de gaseosa, el papel envolvente que usamos para hornear alimentos en el horno, mesas, sillas, elementos de cocina, de oficina y algunas herramientas usadas a instancias de la construcción, todos ellos, tienen algo en común, un material que los conforma y que sin dudas es uno de los metales más populares y más encontrados en nuestro planeta tierra: el aluminio. China y Rusia son los dos países que llevan la delantera en materia de su producción.

El aluminio es el segundo metal más empleado en el mundo gracias a sus propiedades únicas: ligereza, alta resistencia, gran versatilidad, facilidad de mecanizado, excelente resistencia a la corrosión .... Además el aluminio es 100% reciclable ilimitadamente.

DESCUBRIMIENTO

Fue desconocido por las antiguas civilizaciones. Recién en 1807, humpry bavy confirmo su existencia en la alúmina e invento su nombre. Como metal fue preparado por primera vez por WOHLER EN 1827. para ello calcino una mezclaca de cloruro de aluminio con potasio metálico. posteriormente se obtuvo por via electrolítica. fue Busen quien descompuso una sal doble de cloruro de aluminio en polvo, mezclado con oxido metálico. Este método se emplea para la obtención de metales y aleaciones difíciles de lograr por otros medios, así como también para la soldadura. Esta propiedad se debe a aquí el oxido de aluminio tiene un calor de formación mayor que los demás óxidos metálicos.

Hans Christian Oersted (1777-1851) fue el primero capaz de aislar el aluminio en el año 1825, aunque no totalmente puro, y por tanto se pone en duda su logro. Oersted ideó la reacción de una amalgama de potasio sobre cloruro de aluminio, después del cambio, destiló en vacío la nueva amalgama para eliminar el mercurio. En 1827 Friedrich Wöhler (1800-1882) es el primero en conseguir claramente y de manera repetida la separación del aluminio por reducción del cloruro de aluminio por el potasio. Obtiene un polvo gris de de aluminio, el cual tiene presencia de óxidos y otras impurezas que impiden recogerlo en una sola masa. Después de mejorar su método, Wöhler conseguía ya en 1845, pequeños glóbulos de un metal suficientemente puro para describir correctamente las propiedades del aluminio.

PROCEDENCIA MINERALOGICA

El aluminio no surge en la corteza terrestre como aluminio puro, sino como un compuesto, siendo la bauxita el más común. Después del oxígeno (un 47,3%) y el silicio (un 25,8%), el aluminio es, con un 8,1%, el tercer elemento más abundante, a la vez que el metal más común, de la corteza terrestre.

Su extracción se realiza en dos fases. El óxido de aluminio se separa de la bauxita mediante el proceso Bayer. A continuación, el óxido de aluminio fundido se someta a electrólisis en horno de fusión para descomponerlo en aluminio y oxígeno.

Son necesarios más de 2000 °C para fundir el óxido de aluminio. Hoy en día, la metodología se adapta a la aleación que se desea obtener finalmente. Con la ayuda de aditivos (magnesio, silicio, manganeso, etc.), se preparan distintas aleaciones que posteriormente conforman las propiedades mecánicas del producto final. Por lo tanto, las posibilidades de procesado del cliente pueden establecerse en una fase muy temprana.

La masa fundida se presenta en forma de lingote, el cual puede tener una longitud de hasta 9 m y pesar hasta 32 t. Unas técnicas precisas de fresado confieren a los lingotes una superficie excelente pulida. Mediante el recocido, el lingote queda listo para el laminado en caliente. Es posible calentarlo hasta un máximo de 550° para posteriormente laminarlo en frío a un espesor de 0,2 mm. Estas fases de fabricación son cruciales para su calidad definitiva. Con velocidades de laminado de hasta 480 metros por minuto, se crea una bobina parcialmente procesada y, aunque su superficie sigue sin estar tratada, ya posee las excelentes propiedades del aluminio laminado. Junto con unas excelentes posibilidades de procesado, así como su capacidad de reciclado, sus características de formación, embutición, bordeado y peso ligero lo convierten en algo único.

CARACTERISTICAS

Características físicas

El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).

Características mecánica

Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200 N/mm² (160-200 MPa). Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material. También de esta forma se utiliza como soldadura.

Características químicas

La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el material, aislándolo de ulteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases. Reacciona con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico.

PROPIEDADES


PROPIEDADES FÍSICAS

Las propiedades físicas más destacables del aluminio y sus aleaciones son: poco peso, buena resistencia a la corrosión, y conductividad elevada, tanto térmica como eléctrica. En la tabla 1 se presenta un resumen de las propiedades físicas más características del aluminio puro. Evidentemente, algunas de estas propiedades varían según el contenido en impurezas. Algunas de las propiedades más importantes son:


  • Color. Es un metal blanco, con una alta reflectividad (Brillante) de la luz y el calor.
  • .Conductividad Térmica.Es la propiedad física de cualquier material que mide la capacidad de conducción del calor a través del mismo. El aluminio tiene una alta conductividad térmica (de 80 a 230 W/ m.K), que sólo es superada por el cobre, siendo además cuatro veces más grande que la conductibilidad del acero.
  • El aluminio es un material ligero, con un densidad 2.7 veces mayor que la del agua. La ligereza de la masa (peso) del aluminio es una de las propiedades más conocidas que este metal posee. Esta ventaja ha permitido el desarrollo de muchas industrias como la aeronáutica y el transporte, además de facilitar la manipulación de los perfiles, reduciendo los costos de transporte y mano de obra.
  • Su punto de fusión es más bien bajo, en torno a los 660ºC.Por ello ofrece grandes ventajas al ser usado en utensilios de cocina, industria química, aire acondicionado, disipadores de calor entre otras industrias.
  • Posee una buena conductividad eléctrica, que se encuentra entre los 34 y 38 m/Ω mm2, así como también tiene una gran conductividad térmica.Aparte del cobre, el aluminio es el único metal común que posee una alta conductividad como para ser usado como conductor eléctrico. Su conductividad puede llegar a representar el 63,8% de la del cobre (en la aleación 6063 llega al 54%), sin embargo con igual masa de base, el aluminio dobla la capacidad conductiva del cobre. Para una misma capacidad de conducción eléctrica, un conductor de aluminio puede tener la mitad de la masa, que la que podría tener la sección transversal de un conductor de cobre. Los electrones son los portadores de carga en los materiales conductores, semiconductores y muchos de los aislantes; en los compuestos iónicos son los iones quienes transportan la mayor parte de la carga. La movilidad de los portadores depende de los enlaces atómicos, de las imperfecciones de la red, de la microestructura y, en los compuestos iónicos, de las velocidades de difusión.La aplicación de un campo magnético genera la formación y el movimiento de dipolos contenidos en el material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que tienen carga desequilibrada. Dentro de un campo eléctrico aplicado los dipolos se alinean causando polarización.
  • Es resistente a la corrosión, gracias a la capa protectora característica de óxido de aluminio, resiste a los productos químicos, puede estar expuesto a la intemperie, al mar, etc. Se debe a la formación espontánea de una película muy delgada de óxido de aluminio que es insoluble en agua, la cual la protege del medio ambiente y la corrosión, tanto en forma de metal puro como cuando forma aleaciones, la cual le da las mismas ventajas que el acero inoxidable y lo hace verse muy bien en comparación con el acero. Una característica de esta capa, es que si es removido por algún medio mecánico, se formará una nueva capa protectora de óxido.
  • Es el tercer elemento en cuanto a abundancia en la corteza terrestre, por detrás del oxígeno y el silicio. es un material fácilmente reciclable, sin un elevado coste.
PROPIEDADES MECÁNICAS.

Las propiedades mecánicas o propiedades de resistencia mecánica sirven en la mayoría de los casos como base para dictaminar sobre un material metálico, con vistas a a un fin de aplicación concreto. A continuación se da un resumen de las propiedades mecánicas más importantes del aluminio no sólo sometido a esfuerzo continuo sino también , oscilante y por golpe.
  • Ductibilidad: Los importantísimos valores característicos que se obtienen en el ensayo de tracción para juzgar las propiedades resistentes de los materiales metálicos en general, son aplicables a los materiales de aluminio. Generalmente estos valores son el límite elástico 0,2%, la resistencia máxima a la tracción, el alargamiento a la rotura, así como la estricción de ruptura.En general, la resistencia aumenta con el aumento en elementos de aleación. Los dominios de la resistencia en cada aleación surgen, ante todo, como consecuencia delos aumentos de resistencia que se consiguen por deformación en frío o endurecimiento por tratamiento térmico. Los distintos elementos de aleación actúan de modo muy diferente en cuanto al aumento de resistencia. Al aumentar la resistencia, aumenta el límite 0,2% más deprisa que la resistencia a la tracción, independientemente del mecanismo que motive el aumento de la resistencia. este aumento se nota especialmente cuando el aumento de resistencia tiene lugar por deformación en frío. En general no se desean altas relaciones entre los límites elásticos ( límite 0,2% y resistencia máxima) ya que expresan un comportamiento relativamente quebradizo del material, razón fundamental por la que no se puede aumentar de forma arbitraria la resistencia de un material metálico.
  • Maleabilidad: En los materiales alumínicos se puede admitir que el valor del límite de aplastamiento 0,2% ( parámetro de la resistencia a la compresión ) es igual al valor del límite elástico 0,2% de tracción. La resistencia a la compresión o el límite de aplastamiento 0,2% tienen importancia principalmente en las piezas sometidas a compresión tales como cojinetes de fricción.La resistencia a la flexión en las aleaciones de aluminio se tiene en cuenta para las de fundición, en aquellos casos en que, al realizar el ensayo de tracción no es posible determinar el límite elástico con suficiente exactitud a causa de su pequeño valor. La resistencia al cizallamiento es importante para el cálculo de la fuerza necesaria para el corte y para determinadas construcciones. No existen valores normalizados. Generalmente está entre el 55 y 80 % de la resistencia a la tracción.Casi nunca se determina la resistencia a la torsión, si se considera unadistribución lineal de tensiones, puede considerársela igual a la reistencia al cizallamiento. Esta propiedad permite la fabricacion de laminas de aluminio muy delgadas:Resistencia a altas temperaturas: Al aumentar la temperatura, disminuyen la resistencia a la tracción, el límite elástico y la dureza, en tanto que, en general, aumenta el alargamiento de rotura y la estricción de rotura. El factor tiempo juega un papel esencial en la determinación de valores de resistencia para altas temperaturas. Esta influencia se exterioriza de dos maneras:
  • Cambios de estado. Bajo la influencia de temperaturas elevadas se pueden producir modificacion permanentes en la estructura de los materiales que han experimentado endurecimineto por deformación en frío, estas traen consigo una disminución de la resitencia mecánica. 
  • Procesos de fluencia. A temperaturas elevadas el material puede experimentar deformaciones lentas bajo la acción de cargas en reposo, aumentando la velocidad en el cambio de forma con el incremento de la temperatura y de la tensión. Al mismo tiempo pueden surgir tensiones por debajo de la reistencia a la tracción o del límite elástico 0,2%.
  • Resistencia a bajas temperaturas: El comportamiento de los metales a bajas temperaturas depende fundamentalmente de la estructura de su red cristalina. El aluminio con su red FCC ( ó CCC ) tiene la misma estructura que el cobre, el níquel o los aceros austeníticos, por eso no se presentan nunca en las aleaciones de aluminio a temperaturas bajas las complicaciones ( rápido descenso de la resiliencia, entre otras que tienen lugar en los metales BCC, sobretodo en los aceros ferríticos.
  • Resistencia a la fatiga: Se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura. La fatiga depende de una serie de factores. Además de la composición, estado y procedimiento de obtención del material, hay que considerar la clase y frecuencia de las solicitaciones y, especialmente, la configuración de los elementos constructivos ( distribución de fuerzas, tensiones máximas, superficie ).Para el aluminio el límite de ciclos de carga está fijado en 10. Los ensayos se hacen casi siempre con 5 10 ciclos. Los resultados de los ensayos de fatiga alternativa presentan siempre una dispersión que no se disminuye aunque se utilicen métodos más precisos de medición. Se deben, principalmente, a contingencias casuales que intervienen al originarse la primera fisura y prosiguen en las fases iniciales de su expansión. Influencia del material. La resistencia a la fatiga se aumenta mediante la formación de soluciones cristalinas, la conformación en frío y el endurecimiento. En las aleaciones de aluminio para laminación y forja existe una clara diferencia entre las no endurecibles y las endurecibles. Esto se manifiesta en el siguiente gráfico, donde la aleación AlMg es la no endurecible térmicamente y la AlZnMgCu es la endurecible térmicamente. Influencia de la solicitación. Al juzgar los valores de la resistencia a la fatiga se ha de tener en cuenta el tipo de solicitación ( tracción, compresión, flexión alternativa o rotativa )y, ante todo, la posición de la tensión media o la relación de tensiones respectivamente. Además, se ha de observar atentamente si se da la amplitud de resistencia a la fatiga o a la máxima tensión superior.Además de los anteriores factores, también influyen en la resistencia a la fatiga, los máximos de tensión o efectos de entalladura, el estado superficial y del ambiente, la soldadura y la temperatura.
  • Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). El comportamiento en cuanto a la resistencia a la rotura de un material es importante. En los elementos de construcción se presupone que existen siempre fisuras de un determinado tamaño y que se dimensionan los elementos de tal modo que estas fisuras no sobrepasan una magnitud crítica , dentro de un período de vida previsto y sobre todo, que no aumenten de modo inestable. La carga puede ser monotona estática u oscilante. También se puede tener en cuenta la carga de fluencia ( método más apropiado para los materiales de aluminio o las grietas de corrosión bajo tensión. El valor característico utilizado con más frecuencia es el de la tenacidad a las fisuras K , definido para el estado de tensiones uniforme como la concentración de tensiones crítica en la punta de la fisura, que ocasiona la continuación del crecimiento de la misma. Los valores altos de K significan alta tenacidad, siendo favorables, cuando también son elevados los valores de resistencia a la tracción y el límite elástico. Entre los valores de resistencia habituales obtenidos del ensayo de tracción y la tenacidad a las fisuras no existe, en general, ninguna dependencia. Desde el punto de vista cualitativo, la tenacidad alas fisuras desciende al aumentar la resistencia. El objetivo de la investigación de los materiales es desarrollar los que tengan más resistencia y al mismo tiempo mayor tenacidad a la rotura.
  • Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro materia. La resistencia a la abrasión o al desgaste de los materiales de aluminio es particularmente baja en el rozamiento en seco. No existe relación entre dureza y resistencia mecánica por un lado y resistencia a la abrasión por el otro. Los materiales de aluminio sometidos a rozamiento, en determinadas circunstancias de funcionamiento, muestran un comportamiento aceptable como prueban las numerosas aplicaciones que tienen en cojinetes de fricción y émbolos. Debe mencionarse también que el desgaste se puede reducir drásticamente por un tratamiento superficial apropiado.

ESTRUCTURA CRISTALOGRAFICA

Tanto el aluminio como sus aleaciones tienen una estructura cristalina centrada en la cara lo que lo hace altamente estable hasta que se fusiona a los 660.32° C. Estas propiedades lo convierten en un metal facil de cambiar su forma y soldar.
El aluminio no se inflama instantaneamente por lo que tiene numerosas aplicaciones en materiales inflamables o explosivos




Bueno esto ha sido todo por hoy lo que parecía ser una breve introducción en este mundo se a extendido un poco, y es que en este tema hay mucho de contar espero que sea de utilidad y la siguente entrada hablaremos de los materiales plasticos.... hasta pronto y un saludo..