Propiedades y clasificación de materias primas y auxiliares en la industria: resistividad, magnetismo y propiedades físicas

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Resumen

El documento presenta las materias primas y auxiliares empleadas en la industria y las propiedades que permiten caracterizarlas: sensoriales, eléctricas, magnéticas, físicas, químicas y tecnológicas. Incluye la resistividad, su relación con la resistencia y la temperatura, y la clasificación de los materiales como diamagnéticos, paramagnéticos o ferromagnéticos. Sirve para seleccionar materiales según el proceso y el uso final.

Puntos clave

  • Las materias primas (minerales, carbón, madera) pasan por etapas de preparación antes de fabricar herramientas, máquinas y aparatos; los auxiliares intervienen en su fabricación y trabajo.
  • La resistividad ρ se mide en Ω·mm²/m y se relaciona con la resistencia mediante R = ρ · L / S.
  • La resistencia varía con la temperatura según Rf = Ro · (1 + α · Δt); la resistividad de los no metales disminuye al aumentar la temperatura.
  • Los materiales magnéticos se clasifican en diamagnéticos (permeabilidad menor que 1), paramagnéticos y ferromagnéticos (níquel, cobalto, hierro).
  • Los ferromagnéticos son los de mayor relevancia tecnológica por su uso en máquinas eléctricas.
  • Las propiedades tecnológicas incluyen colabilidad, mecanizabilidad, soldabilidad, ductilidad, maleabilidad, fusibilidad y templabilidad.

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Materias primas y auxiliares

Materias primas y auxiliares: Las materias primas, tales como minerales, carbón y madera, recorren diversas etapas de preparación antes de que puedan ser empleadas para la fabricación de herramientas, máquinas y aparatos. Se llaman auxiliares a aquellos que se emplean en la fabricación y trabajo de las diversas materias primas.

¿Qué características permiten apreciar un material?

Las propiedades sensoriales se perciben mediante los sentidos y brindan una primera apreciación de determinado material. Entre ellas se incluyen:

  • Acabado superficial y textura.
  • Características ópticas.
  • Características acústicas.
  • Características olfativas.

Resistividad y resistencia eléctrica

El coeficiente de resistividad indica el valor de la resistencia en ohm·mm²/m que posee un material conductor de 1 metro de longitud y 1 mm² de sección. Se designa por la letra ρ (rho) y se mide en Ω·mm²/m.

La relación entre resistencia y resistividad es:

R = ρ · L / S

Donde la sección S de un conductor circular se expresa como:

S = π · d² / 4 = π · r²

Variación de la resistencia con la temperatura

La resistencia de todas las sustancias varía con la temperatura. La resistividad de los no metales disminuye al aumentar la temperatura y sus coeficientes de variación de resistividad con la temperatura son negativos.

Relación práctica para la variación de la resistencia con la temperatura:

Rf = Ro · (1 + α · Δt) (o equivalentemente Rf = Ro + Ro · α · Δt)

Si se desea obtener la temperatura final Tf a partir de la resistencia final Rf, partiendo de una temperatura inicial To y resistencia Ro, se puede despejar:

Tf = To + (Rf − Ro) / (Ro · α)

Propiedades magnéticas y clasificación

Propiedades magnéticas:

  • Diamagnéticos: Corresponde a aquellos materiales cuya permeabilidad magnética es menor que la unidad. Las líneas de inducción magnética los atraviesan y no permanecen concentradas en ellos. Ejemplos: agua, cobre, plata.
  • Paramagnéticos: Corresponde a aquellos materiales que producen una ligera concentración de las líneas de fuerza al ser sometidos a la influencia de un campo magnético exterior. Ejemplos: estaño, platino, aluminio.
  • Ferromagnéticos: Se magnetizan intensamente por debajo de una temperatura determinada (temperatura de Curie). Estos materiales pueden mantener un campo magnético propio al estar en presencia de un campo inductor exterior y quedar imantados. Ejemplos: níquel, cobalto, hierro.

¿Qué propiedades magnéticas tienen mayor relevancia en la tecnología? Los ferromagnéticos, ya que se emplean en la construcción de máquinas eléctricas.

Propiedades físicas

Algunas propiedades físicas importantes son:

  • Extensión
  • Impenetrabilidad
  • Gravedad (densidad)
  • Calor específico
  • Calor latente de fusión
  • Conductividad térmica
  • Dilatación
  • Conductividad eléctrica

Propiedades químicas

Entre las propiedades químicas destacan:

  • Oxidación
  • Corrosión —> tipos: uniforme, por localización, intergranular

Propiedades tecnológicas

Las propiedades tecnológicas relevantes en procesos y transformación de materiales son:

  • Colabilidad
  • Mecanizabilidad (maquinabilidad)
  • Soldabilidad
  • Ductilidad
  • Maleabilidad
  • Fusibilidad
  • Templabilidad
Observaciones finales

El conocimiento de estas propiedades permite seleccionar adecuadamente las materias primas y auxiliares según el proceso industrial, las exigencias del producto final y las condiciones de servicio.

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Preguntas frecuentes

¿Qué materiales son ferromagnéticos?

Según el documento, los ferromagnéticos son el níquel, el cobalto y el hierro. Se magnetizan intensamente por debajo de su temperatura de Curie y pueden mantener un campo magnético propio.

¿Qué es la resistividad de un material?

Es el valor de la resistencia, en ohm·mm²/m, que tiene un conductor de 1 metro de longitud y 1 mm² de sección. Se designa con la letra ρ (rho).

¿Cómo varía la resistencia con la temperatura?

La resistencia de todas las sustancias varía con la temperatura. Se aplica la relación Rf = Ro · (1 + α · Δt), y en los no metales la resistividad disminuye al aumentar la temperatura.

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Test

1. ¿Qué representa la letra ρ en la resistividad?
2. ¿Cuál es la fórmula que relaciona resistencia, resistividad, longitud y sección?
3. ¿Qué materiales se clasifican como diamagnéticos según el texto?
4. ¿Por qué los ferromagnéticos son los más relevantes en tecnología?
5. ¿Qué ocurre con la resistividad de los no metales al aumentar la temperatura?
6. ¿Cuál de estas es una propiedad tecnológica según el documento?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.