INTRODUCCION Podemos clasificar los materiales con base en si la función más importante que realizan es mecánica (estructural), biológicos, eléctrico, magnético, u óptico. Los materiales ligeros aeroespaciales como la madera y una aleación de aluminio (que accidentalmente fortaleció aún más la aleación utilizada para la fabricación del motor al recoger el cobre del molde utilizado para la fundición) se utilizó en el histórico vuelo de los hermanos her manos Wright. Las aleaciones de aluminio, a luminio, plásticos, sílice para las tejas del transbordador espacial, materiales compuestos de carbonocarbono, y muchos otros materiales pertenecen a esta categoría.
Biomedicina. Nuestros huesos y los dientes están hechos, en parte, de un material cerámico formado naturalmente conocido como hidroxiapatita. Una serie de órganos artificiales, piezas de recambio óseo, stents cardiovasculares, aparatos de ortodoncia y otros componentes se hacen usando diferentes plásticos, aleaciones de titanio y aceros inoxidables no magnéticos. Sistemas de imágenes ultrasónicas hacen uso de la cerámica conocida como PZT (plomo titanato de circonio). Los imanes usados para formación de imágenes de resonancia magnética hacen uso de superconductores a base de estaño de niobio metálico. Materiales electrónicos. Como se ha mencionado antes, los semiconductores, tales como las hechas de silicio, se utilizan para hacer circuitos integrados p ara los chips de computadora. El titanato de bario (BaTiO3), óxido de tántalo (Ta2O5), y muchos otros materiales dieléctricos se utilizan para hacer condensadores cerámicos y otros dispositivos. Los superconductores se usan en la fabricación de potentes imanes. Cobre, aluminio, y otros metales se usan como conductores en la transmisión de energía y en la microelectrónica. La tecnología energética y tecnología ambiental. La industria nuclear utiliza materiales tales como dióxido de uranio y plutonio como combustible. Numerosos otros materiales, tales como vasos y aceros inoxidables, se utilizan en el manejo de materiales nucleares y la gestión de residuos radio- activos. Las nuevas tecnologías relacionadas con las baterías y pilas de combustible hacen uso de muchos materiales cerámicos tales como óxido de circonio (ZrO2) y polímeros. La tecnología de las baterías ha adquirido una importancia significativa debido a la necesidad de muchos dispositivos electrónicos que requieren de mayor duración y potencia portátil. Las pilas de combustible también se están utilizando en algunos coches. La industria del petróleo y los aceites utiliza zeolitas, alúmina, y otros materiales como sustratos catalizadores. Utilizan Pt, Pt / Rh y muchos otros metales como catalizadores. Muchas de las tecnologías de membrana para la purificación de líquidos y gases hacen uso de la cerámica y plásticos. La energía solar se genera utilizando materiales como el silicio cristalino y silicio amorfo (a: Si: H). Materiales magnéticos. Los ordenadores discos duros hacen uso de muchos cerámicos, metálicos y materiales poliméricos. Algunos discos duros de los ordenadores se hacen usando las aleaciones a base de aleaciones de cromocobalto-platino tantalum- (Co-Pt-Ta-Cr). Muchos ferritas magnéticas se utilizan para hacer inductores y componentes para las comunicaciones inalámbricas. Aceros a base de hierro y silicio se utilizan para hacer núcleos de transformador. Fotónica o materiales ópticos de sílice. Se utiliza ampliamente para la fabricación de fibras ópticas. Más diez millones de kilómetros de fibra óptica se han instalado en todo el mundo. Materiales ópticos se utilizan para la fabricación de detectores de semiconductores y láseres utilizados en sistemas de comun icaciones de fibra óptica
y otras aplicaciones. Del mismo modo, granate de alúmina (Al2O3) y de itrio aluminio (YAG) se utilizan para la fabricación de láseres. El silicio amorfo se utiliza para hacer las células solares y módulos fotovoltaicos. Los polímeros se utilizan para hacer las pantallas de cristal líquido (LCD). Los materiales inteligentes. Un material inteligente puede percibir y responder a un estímulo externo, tal como un cambio en la temperatura, la aplicación de una tensión, o un cambio en la humedad o ambiente químico. Por lo general, un sistema basado en materiales inteligentes consiste en sensores y actuadores que leen los cambios e inician una acción. Un ejemplo de un material inteligente de forma pasiva es el titanato de plomo circonio (PZT) y aleaciones con memoria de forma. Cuando se procesa adecuadamente, el PZT puede ser sometido a una tensión y se genera un voltaje. Este efecto se utiliza para hacer que los dispositivos tales como generadores de chispa para parrillas de gas y sensores que pueden detectar objetos bajo el agua como peces y submarinos. Otros ejemplos de materiales inteligentes incluyen el imán o geológicos o fluidos MR. Estos son pinturas magnéticas que responden a los campos magnéticos y se utilizan en sistemas de suspensión de automóviles. Otros ejemplos de materiales y sistemas inteligentes son las gafas foto cromáticas y espejos de oscurecimiento automático a base de materiales electro crómicos. Los materiales estructurales. Estos materiales están diseñados para soporta r algún nivel de estrés. Aceros, hormigón y materiales compuestos se utilizan para hacer los edificios y puentes. Aceros, vidrios, plásticos y materiales compuestos también se utilizan ampliamente para la industria automotriz. A menudo, en estas aplicaciones, se necesitan combinaciones de resistencia, rigidez y dureza bajo en diferentes condiciones de temperatura y de carga. La tecnología es el campo científico encargado de investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales. Paralelamente, conviene matizar que la ingeniería de materiales se fundamenta en esta, las relaciones propiedadesestructura-procesamiento-funcionamiento, y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. La ciencia de materiales es, por ello mismo, un campo multidisciplinar que estudia los conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad. Incluye elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y eléctrica o medicina, biología y ciencias ambientales. Con la atención puesta de los medios en la nanociencia y la nanotecnología en los últimos años, la ciencia de los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.
La ciencia de materiales clasifica a todos los materiales en función de sus propiedades y su estructura atómica. Son los siguientes: Metales Cerámicos Polímeros Materiales compuestos Otra clasificación seria en función de sus propiedades, y seria
Materiales estructurales Materiales Funcionales Estos últimos comprenden los materiales utilizados en las industrias eléctrica, electrónica, informática y de las telecomunicaciones:
Conductores Semiconductores Dieléctricos Magnéticos Ópticos Algunos libros hacen una clasificación más exhaustiva, aunque con estas categorías cualquier elemento puede ser clasificado. En realidad, en la ciencia de materiales se reconocen como categorías únicamente los metales, los materiales cerámicos y los polímeros, cualquier material puede incluirse en una de estas categorías, así pues los semiconductores pertenecen a los materiales cerámicos y los materiales compuestos no son más que mezclas de materiales pertenecientes a las categorías principales.
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LOS MATERIALES. Los MATERIALES de ORIGEN MINERAL se suelen dividir en metálicos y no metálicos (metales y no metales).
MATERIALES METÁLICOS Son materiales metálicos los metales y sus aleaciones. Los metales son elementos químicos que presentan, en mayor o menor grado, características como: buena conductividad eléctrica y térmica, brillo, opacidad, dureza, fusibilidad, plasticidad, etc. Los materiales metálicos se pueden subdividir en dos grandes grupos: los ferrosos y los no ferrosos. El primer grupo comprende el hierro y los materiales de él derivados: el acero y la fundición. El segundo grupo comprende todos los otros metales y sus aleaciones. A su vez, en función del peso, los metales se pueden subdividir en dos grupos: metales ligeros y metales pesados. Los metales ligeros tienen gran afinidad por el oxígeno y muchos de ellos descomponen el agua a temperatura normal por reaccionar con el oxígeno.
MATERIALES NO METÁLICOS El término no metal incluye dos grupos de elementos: un grupo consta de elementos que tienen poca o ninguna similitud con los metales, generalmente no poseen sus características, y el otro grupo consta de elementos que no son más parecidos a metales, especialmente en cuanto a sus propiedades eléctricas; los elementos de este grupo son semiconductores. Algunas veces se los cita como metaloides. El primer grupo consta de gases (gases nobles, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, cloro, flúor), un líquido (bromo) y varios sólidos (carbono, fósforo, azufre, iodo). Los elementos de este grupo son malos conductores del calor y de la electricidad (excepto el carbón puro cuando se encuentra bajo la forma de grafito); no tiene brillo metálico, ni la dureza de los metales (excepto el carbón puro cuando tiene la forma de diamante). El segundo grupo incluye boro, silicio, arsénico, germanio, selenio, teluri, antimonio, polonio, etc., todos los cuales son sólidos que poseen, en cierto grado, propiedades semiconductoras, al respecto merece destacarse el germanio y el silicio.
MATERIALES DE ORIGEN MINERAL Usamos el término mineral en forma genérica para referirnos a los constituyentes no vivos de la corteza terrestre, entre los cuales se incluyen elementos compuestos y mezclas que tienen rasgos definidos de composición química y propiedades. Generalmente son inorgánicos, pero a veces incluyen combustibles fósiles, por ejemplo carbón, petróleo, que son de origen vegetal o animal; los minerales son las materias primas de una amplia variedad de elementos (principalmente metales) y compuestos químicos.
CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DE LOS MATERIALES. ORIGEN Y CLASIFICACIÓN POR SUS USOS Clasificación de los materiales en función de su origen En función de su origen, los materiales se pueden clasificar en: de origen mineral, de origen vegetal y de origen animal. Las materias primas de origen mineral pueden considerarse como no renovables, mientras que las de origen vegetal y animal pueden considerarse renovables.
BIBLIOGRAFIA https://prezi.com/xa-dfe5_ozpe/caracteristicas-funcionales-de-los-materialesorigen-y-clas/ https://documents.tips/documents/clasificacion-funcional-de-losmateriales.html https://fbermejo.files.wordpress.com/2010/02/introduccion-a-los-materialesde-ingenieria.pdf
