Categorías de materiales
Hay miles de materiales disponibles para su uso en aplicaciones de ingeniería. La mayoría de los materiales se clasifican en una de las tres clases que se basan en las fuerzas de enlace atómico de un material concreto. Estas tres clasificaciones son metálica, cerámica y polimérica. Además, se pueden combinar diferentes materiales para crear un material compuesto. Dentro de cada una de estas clasificaciones, los materiales suelen organizarse en grupos basados en su composición química o en determinadas propiedades físicas o mecánicas. Los materiales compuestos se agrupan a menudo por los tipos de materiales combinados o por la forma en que los materiales están dispuestos juntos. A continuación se presenta una lista de algunas de las clasificaciones más comunes de los materiales dentro de estos cuatro grupos generales de materiales.
Cómo se pueden clasificar los materiales
La materia impresa se compone de sólidos, líquidos, gases y plasma. En este curso, vamos a estudiar los sólidos, que desglosaremos en tres subclasificaciones clásicas: metales, cerámicas y polímeros.
En la lectura de esta lección se presentarán las características representativas de las tres subclasificaciones. En la tercera lección se profundizará en la composición química y la estructura atómica. La microestructura de las tres clasificaciones se explorará en sus lecciones.
Los compuestos son una subclasificación clásica adicional especial. Los compuestos están formados por dos (o más) materiales distintos (metales, cerámicas y polímeros) para conseguir una combinación de propiedades. Los compuestos se introducen en esta lección en la lectura y tendremos una lección posterior dedicada a ellos también. (Nota: no hay que confundir los compuestos con las aleaciones. Más adelante aprenderemos que las aleaciones son una mezcla de un metal con otros elementos. En una aleación los elementos se mezclan, ya no son componentes distintos).
Materiales de metal
La comprensión de la ciencia de los materiales es esencial para que el personal de la central entienda por qué se ha seleccionado un material para determinadas aplicaciones dentro de su instalación. Casi todos los procesos que tienen lugar en las instalaciones nucleares implican el uso de metales especializados. Una comprensión básica de la ciencia de los materiales es necesaria para que los operadores de las instalaciones nucleares, el personal de mantenimiento y el personal técnico operen y mantengan de forma segura la instalación y los sistemas de apoyo de la misma. Nuestro objetivo aquí será introducir la ingeniería de materiales de los reactores nucleares. El conocimiento de las propiedades termofísicas y nucleares de los materiales es esencial para el diseño de las centrales nucleares.
Un material se define como una sustancia (en la mayoría de los casos, un sólido, pero pueden incluirse otras fases condensadas) que se destina a determinadas aplicaciones. Hay un sinfín de materiales a nuestro alrededor: pueden encontrarse en cualquier cosa, desde edificios hasta naves espaciales. En función de la química y la estructura atómica, los materiales se clasifican en tres categorías generales:
Clasificación de las sustancias materiales
Los polímeros han revolucionado la industria de los materiales y han reducido el coste de los productos finales. En este artículo, explicamos los diferentes tipos de materiales plásticos más utilizados, sus propiedades y usos.
Una de las mayores innovaciones del siglo XX fue la introducción y el desarrollo de los materiales plásticos y su uso en muchas aplicaciones, tanto industriales como cotidianas, que antes dependían de materiales tradicionales como el metal, el vidrio o la cerámica.
El plástico es un material ligero, duradero, barato y fácil de modificar. Está formado por polímeros, que son grandes moléculas orgánicas compuestas por unidades o cadenas de carbono repetidas llamadas monómeros, como el etileno, el propileno, el cloruro de vinilo y el estireno.
Los monómeros se obtienen del petróleo y los combustibles fósiles, o de la biomasa en el caso de los bioplásticos, y determinan las propiedades básicas, la estructura y el tamaño de los polímeros. Sin embargo, en el proceso de fabricación también intervienen sustancias aditivas que modifican, optimizan y mejoran las propiedades de los plásticos. Por ejemplo, mejoran la flexibilidad o la durabilidad del polímero, la resistencia a la degradación por rayos UV y a la combustión, o añaden color.