Materiales: Propiedades y Clasificación PDF

## ¿Conoces el mundo de los materiales? | Contenidos ### 1. Los materiales * El origen de los materiales puede ser natural o artificial. * **Materiales naturales:** se encuentran en la naturaleza. * **Materiales artificiales:** son los que crea el ser humano a partir de la transformación d...

## ¿Conoces el mundo de los materiales? | Contenidos ### 1. Los materiales * El origen de los materiales puede ser natural o artificial. * **Materiales naturales:** se encuentran en la naturaleza. * **Materiales artificiales:** son los que crea el ser humano a partir de la transformación de los materiales naturales. * **Materiales sintéticos:** son los que se elaboran en la industria química a partir del petróleo. ### ¿Qué debemos tener en cuenta para seleccionar adecuadamente los materiales? * **Las propiedades:** Cada material tiene unos atributos concretos y unas características especiales que hay que considerar al diseñar y fabricar objetos, para que cumplan adecuadamente su función. * **La estética:** Cada material tiene unas cualidades estéticas (forma, textura, color...) que determinarán las características formales del producto. * **La construcción:** Cada material se trabaja y se configura con unas herramientas o unas máquinas determinadas. * **La disponibilidad y el coste:** Los materiales elegidos deben tener un coste asumible, el cual incluye el precio de compra y el de los procesos industriales. * **La ecología:** El impacto ambiental dependerá del material que se use. ### Clasificación y uso de los materiales | Material | Obtención y ejemplos de uso | | --------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Papel y cartón | El papel y el cartón son materiales artificiales fabricados a partir de la celulosa de la madera. Se usan en los libros y la prensa, en envases, en material de papelería, en material sanitario, etc. | | Maderas | La madera es un material de origen natural que se obtiene de los árboles. Se utiliza mucho en la construcción, en la fabricación de mobiliario y para hacer utensilios muy diversos. | | Metales | Los metales son materiales procedentes de minerales. Suelen ser buenos conductores del calor y de la electricidad. Se emplean en electrónica, en la construcción, en automoción, en joyería, etc. | | Polímeros / Plásticos | Se trata de sustancias formadas principalmente por cadenas de carbono y oxígeno. Los plásticos son un tipo de polímero sintético con aplicaciones muy variadas: envases, todo tipo de enseres, muebles, ropa, etc. | | Cerámicas | Se obtienen a partir de sedimentos, minerales y rocas. Son materiales muy diversos y sus aplicaciones son bastante variadas: fabricación de de recipientes, de sanitarios, uso en iluminación y en la construcción, etc. | | Fibras textiles | Ya sean de origen natural (como el algodón), artificial (como el rayón) o sintético (como el goretex), las fibras textiles están presentes en ropa, paraguas, calzado, mobiliario y muchos otros objetos. | ### 2. Las propiedades de los materiales Las propiedades de los materiales son las características que hacen que se comporten de una forma determinada cuando se les aplica un estímulo o una acción externa. Se clasifican de este modo: | Propiedades y estímulo | Comportamiento del material | | ------------------------ | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | **Térmicas** | **Conductividad térmica:** deja pasar la temperatura a través de él (conductores térmicos) o, por el contrario, impedir que pase (aislantes térmicos). **Dilatación:** se expanden si aumenta la temperatura y se contraen si se enfrían. **Cambios de fase:** tienen un punto de fusión y un punto de ebullición. Algunos materiales pueden pasar directamente de sólido a gas (sublimación). | | **Electromagnéticas** | **Conductividad eléctrica:** dejan pasar la electricidad a través de ellos (conductores eléctricos) o impiden que pase (aislantes eléctricos). **Imantación:** existen materiales que son imanes naturales (generalmente, algunos metales) o materiales que no se pueden imantar. | | **Mecánicas** | **Dureza:** resistencia a ser rallado o perforado. **Tenacidad:** energía de deformación que pude absorber un material, en condiciones de impacto, antes de llegar a la rotura. **Fragilidad:** propiedad de un material por la que, ante un impacto, se rompe. **Elasticidad:** capacidad de un material de deformarse y volver a su situación inicial. **Plasticidad:** capacidad de un material para soportar deformaciones permanentes sin romperse. | | **Fisicoquímicas ** | **Densidad:** masa dividida entre su volumen. **Oxidación:** se degradan fácilmente en contacto con el oxígeno del aire. **Corrosión:** no aguantan el ataque de sustancias químicas. | | **Ópticas** | **Transparencia, traslucidez u opacidad:** **Color:** **Absorción o reflexión de la luz:** | | **Ambientales** | **Toxicidad:** son tóxicos; es decir, pueden afectar a la salud humana y la de otras especies. **Biodegradabilidad:** se degradan fácilmente en contacto con el ambiente. | ### 3. El papel y el cartón * El papel es un material de origen vegetal que se fabrica a partir de las fibras de celulosa que contienen la madera o plantas como el algodón, el esparto y el lino. * **Papel reciclado:** se fabrica a partir de papeles y cartones de desecho. * **Papel ecológico:** se fabrica siguiendo un proceso de elaboración que reduce al mínimo el impacto medioambiental. * **El gramaje:** es el valor numérico que indica la masa de 1 m² de papel. Es un valor directamente proporcional a su grosor. ### 4. La madera * La madera es un material orgánico de origen vegetal que procede de la parte leñosa de los árboles, es decir, del tronco y las ramas. * **Obtención de la madera:** 1. Se corta el árbol y se eliminan las ramas para obtener la madera verde, 2. Se seca al aire libre o en hornos para eliminar la humedad, 3. Se sierran los troncos, 4. Se añaden diferentes productos para proteger la madera o darle diversos acabados. * **Propiedades de la madera:** resistente a la tracción, soporta la fuerza de flexión, elástica, tenaz y ligera. * **Tipos de madera:** duras, semiduras y blandas. * **Maderas artificiales:** Se elaboran a partir de los restos que sobran tras procesar la madera natural. * **El crecimiento del árbol:** el duramen es el núcleo central de la madera, la parte más dura y apreciada para usos estructurales y técnicos. ### 5. Los polímeros * Un polímero (del griego poly, 'mucho', y méros, 'parte') es una sustancia química formada por la unión de muchos monómeros. * Un monómero (del griego mono, 'uno', y méros, 'parte') es un compuesto constituido principalmente por hidrógeno y carbono. * **Homopolímeros:** constan de un solo tipo de monómero. * **Copolímeros:** constan de dos o más monómeros diferentes. ### 6. Los metales * Los metales son materiales de origen mineral que tienen en común estas propiedades: buenas conductividad eléctrica, conductividad térmica y resistencia mecánica. * La mayoría de los metales no se encuentran en estado puro en la naturaleza, sino que se consiguen tras un proceso en el que se separa la mena (parte del mineral que contiene el metal) de la ganga (parte del mineral con compuestos no aprovechables). * **La metalurgia:** es el conjunto de procesos que conducen a la obtención de los metales partiendo de los minerales. * **La siderurgia:** rama de la metalurgia que se dedica a la obtención del hierro y el acero (que es una aleación de hierro y carbono). * **Propiedades de los metales:** buena conductividad eléctrica, temperatura de fusión alta, densidad, tenaces, brillo natural y se oxidan con facilidad. * **Las aleaciones:** son metales que se obtienen de la unión de uno o más compuestos químicos, de los cuales al menos uno, debe ser un metal (que suele ser el hierro). ### 7. Los materiales cerámicos * Los materiales cerámicos están constituidos por compuestos inorgánicos que se han consolidado mediante tratamientos térmicos a altas temperaturas. * **Cementos y hormigones:** El cemento es un conglomerado formado a partir de una mezcla de rocas calcáreas y arcillas calcinadas que tiene la propiedad de endurecerse después de mezclarlo con agua. * **Arcillas:** son materiales cerámicos que, mezclados con agua, adquieren una consistencia plástica moldeable que se endurece al secarse. * **Estructurales:** se obtienen a partir de una mezcla de arcillas rojas. * **Porcelanas:** se obtienen a partir de una mezcla de arcillas refractarias y óxidos metálicos. ### 8. Los materiales vítreos * Los vidrios o los materiales vítreos se obtienen fundiendo a altas temperaturas una mezcla de sílice, arena, sosa y cal. * **Vidrios pírex:** tienen una alta resistencia térmica y se emplean para fabricar platos y bandejas de cocina. * **Las vitrocerámicas:** son materiales vítreos a los que se añade óxido de titanio, litio y boro para endurecerlos y mejorar su resistencia a los golpes. ### 9. Las fibras textiles * En el sector de la industria textil, se denomina fibra a los filamentos utilizados para formar hilos mediante diferentes procesos físicos o químicos de hilado. * **Fibras naturales:** animales, vegetales, minerales. * **Fibras artificiales:** * **Fibras sintéticas:** ### 10. El reto 1. Elaborad un esquema de la presentación del proyecto con estas diapositivas orientativas: portada, introducción, diseño, materiales de construcción y ensayos, acabados, objeto final y conclusiones. 2. Incluid el material que sea útil para la explicación (fotografías, vídeos...). Usad muchas imágenes y poco texto para la exposición oral. 3. Ensayad antes de presentar el proyecto para aseguraros de que os ajustáis al tiempo que se os ha asignado.