Algunas características y aplicaciones de diversos materiales

Metales y aleaciones Estos incluyen aceros, aluminio, magnesio, zinc, hierro fundido, titanio, cobre y níquel. En general, los metales tienen una buena conductividad eléctrica y térmica. Metales y aleaciones tienen relativamente alta resistencia, alta rigidez, ductilidad o conformabilidad y resistencia a los golpes. Son particularmente útiles para aplicaciones estructurales o de soporte de carga. A pesar de que los metales puros se utilizan ocasionalmente, combinaciones de metales llamadas aleaciones proporcionan una mejora en una propiedad deseable en particular o permiten mejores combinaciones de propiedades. La sección transversal de un motor de reacción ilustra el uso de materiales metálicos para un número de aplicaciones críticas.

Cerámica: La ceramic se puede definir como materiales cristalinos inorgánicos. La cerámica es probablemente la más natural de los materiales. Arena y rocas de la playa son ejemplos de cerámica de origen natural. Las cerámicas avanzadas son materiales hechos por el refinado de la cerámica de origen natural y otros procesos especiales. La cerámica avanzada se utiliza en sustratos que albergan los chips de ordenadores, sensores y actuadores, condensadores, bujías, inductores, y aislamiento eléctrico. Algunas cerámicas se utilizan como recubrimientos térmicos de barrera para proteger sustratos metálicos en motores de turbina. La cerámica también se utilizan en productos de consumo tales como pinturas, plásticos, neumáticos, y para aplicaciones industriales, tales como los azulejos para el que fuera el transbordador espacial, un soporte de catalizador, y sensores de oxígeno utilizados en los automóviles. La cerámica tradicional se utilizan para fabricar ladrillos, vajillas, sanitarios, materiales refractarios (material resistente al calor), y los abrasivos. En general, debido a la presencia de porosidad (agujeros pequeños), la cerámica tienden a ser frágil. La cerámica también debe ser calentada a temperaturas muy altas antes de que pueda fundirse. La cerámica es fuerte y dura, pero también muy frágil. Normalmente preparamos polvos finos de cerámica para convertir estos en diferentes formas. Las nuevas técnicas de procesamiento de cerámica hacen eficientemente resistentes a la fractura que se pueden utilizar en aplicaciones de soporte de carga, tales como impulsores en motores de turbina. Las cerámicas tienen una excepcional resistencia a la compresión. ¿Puede usted creer que el peso de todo un camión de bomberos se puede apoyar con el uso de cuatro tazas de café de ceramic?

Vidrios y vitrocerámicos de vidrio es un material amorfo, a menudo, pero no siempre, derivan de sílice fundido. El término » amorfo » se refiere a materiales que no tienen una disposición regular, periódica de los átomos. La industria de la fibra óptica se basa en fibras ópticas hechas mediante el uso de vidrio de sílice de alta pureza. Vasos también que se utilizan en las casas, automóviles, pantallas de ordenador y televisión, y cientos de otras aplicaciones.

Los anteojos pueden ser tratados térmicamente (templado) para hacerlos más fuertes.

La formación de vasos y de nucleación (creando) pequeños cristales dentro de ellos por un proceso térmico especial crea materiales que se conocen como los de vitrocerámica. Zerodur, es un ejemplo de un material vitrocerámico que se utiliza para hacer que las bases de espejo para los grandes telescopios (por ejemplo, el Chandra y el Hubble). Los vidrios y vitrocerámicos se procesan generalmente por fusión y colada.

Polímeros: Los polímeros son típicamente materiales orgánicos producidos utilizando un proceso conocido como polimerización. Los materiales poliméricos incluyen caucho (elastómeros) y muchos tipos de adhesivos. Muchos polímeros tienen muy buena resistividad eléctrica. También pueden proporcionar un buen aislamiento térmico. Aunque tienen menor resistencia, los polímeros tienen una muy buena relación resistencia-peso. Por lo general no son adecuados para el uso a altas temperaturas. Muchos polímeros tienen muy buena resistencia a los productos químicos corrosivos. Los polímeros tienen miles de aplicaciones que van desde chalecos antibalas, discos compactos (CD), cuerdas, y pantallas de cristal líquido (LCD) a la ropa y tazas de café. Los polímeros termoplásticos, en el que las largas cadenas moleculares no están conectados de forma rígida, tienen buena ductilidad y capacidad de conformación; los polímeros termoestables son más fuertes pero más frágiles debido a que las cadenas moleculares están estrechamente vinculados. Los polímeros se utilizan en muchas aplicaciones, incluyendo dispositivos electrónicos. Los termoplásticos son hechos por la conformación de su forma fundida. Los termoestables típicamente se cuelan en moldes. El término plástico se utiliza para describir materiales poliméricos que contienen aditivos que mejoran sus propiedades.

Semiconductores de silicio, los semiconductores a base de arseniuro de germanio, galio y son parte de una clase más amplia de materiales conocidos como materiales electrónicos. La conductividad eléctrica de materiales semiconductores está entre la de los aislantes de cerámica y los conductores metálicos. Los semiconductores han permitido a la era de la información. En los semiconductores, el nivel de conductividad se controla para permitir su uso en dispositivos electrónicos tales como transistores, diodos, etc., que se utilizan para construir los circuitos integrados. En muchas aplicaciones, necesitamos grandes cristales simples de semiconductores. Estos se cultivan a partir de materiales fundidos. A menudo, las películas delgadas de materiales semiconductores también se realizan mediante procesos especializados.

Materiales Compuestos: La idea principal en el desarrollo de materiales compuestos es mezclar las propiedades de los diferentes materiales.

Los materiales compuestos se forman a partir de dos o más materiales, con propiedades que no se encuentran en cualquier material solo. Hormigón, madera contrachapada, y fibra de vidrio son ejemplos de materiales compuestos. La fibra de vidrio se hace mediante la dispersión de fibras de vidrio en una matriz polimérica. Las fibras de vidrio hacen que la matriz del polímero más rígida, sin aumentar significativamente su densidad.

Con materiales compuestos podemos producir materiales ligeros, fuertes, dúctiles, resistentes a altas temperaturas o podemos producir herramientas de corte duras, pero resistentes a los golpes, que de otro se podrían romper. Las aeronaves y vehículos aeroespaciales avanzados dependen fuertemente de materiales polímeros compuestos reforzados tales como la fibra de carbono. Equipos deportivos como bicicletas, palos de golf, raquetas de tenis, y similares también hacen uso de diferentes tipos de materiales compuestos que son ligeros y rígidos.