Propiedades dos Materiais: Metais, Plásticos, Téxtiles e Outros

Propiedades Mecánicas dos Materiais

• Elasticidade: capacidade que teñen algúns materiais para recuperar a súa forma, unha vez que desaparece a forza que o deformaba.
• Plasticidade: capacidade dun material a conservar a súa nova forma unha vez que desaparece a forza que o deformaba.
• Ductilidade: capacidade que ten un material para poder estirarse en fíos.
• Maleabilidade: aptitude dun material para extenderse en láminas sen rachar.
• Dureza: oposición que presenta a ser raiado ou penetrado.
• Resiliencia: resistencia que opón un corpo a impactos ou esforzos bruscos.
• Tenacidade: resistencia que opón un corpo á súa rotura cando está sometido a esforzos lentos de deformación.
• Fatiga: deformación, que pode chegar á rotura, dun material sometido a cargas variables, inferiores á rotura cando actúan un certo tempo.
• Maquinabilidade: facilidade que ten un material para deixarse mecanizar por arranque de labra.
• Colabilidade: aptitude que ten un material fundido para encher un molde.

Materiais Ferrosos

Ferro

O ferro en estado nativo é escaso, por este motivo, adoita aparecer en minerais ou menas. As principais menas do ferro son: pirita, olixisto ou hematites, magnetita e siderita. O carbono é o elemento de aliaxe que troca máis profundamente as propiedades do ferro. En función da porcentaxe de carbono presente na aliaxe temos:

• Ferros: 0.008-0.03%
• Aceiros: 0.03-1.76%
• Fundicións: 1.76-6.67%

Aceiros Inoxidables

O cromo reacciona co osíxeno do aire formando cromita. Engadido en cantidades superiores ao 12% aos aceiros, o cromo forma unha tona protectora de óxido moi estable. A denominación "inoxidable" non é totalmente certa xa que en determinados medios poden verse sometidos a procesos de degradación intensa. O níquel tamén axuda á estabilidade da tona cromita.

Fundicións

Poden ser:

• Ordinarias: constituídas só de ferro e carbono.
• Aleadas: ademais de ferro e carbono, poden ter níquel, cromo, cobre, titanio, vanadio e aluminio.
• Especiais: obtéñense de fundicións ordinarias mediante tratamentos químicos ou térmicos.

Obtención de Materiais Ferrosos

Debemos obtelo a partir das menas de ferro. Este proceso realízase nun alto forno. Pola parte superior introdúcese o mineral, o coque e os fundentes. O coque é o combustible do forno: é un carbón artificial obtido por destilación da hulla. Ten un elevado poder calorífico e ao arder derrete o mineral. No forno insúflase aire a presión de xeito que o mineral pasa a ser óxido de ferro. O carbono presente no coque reduce estes óxidos. Da parte inferior do forno extraeranse periodicamente a escoira e o arrabio. O arrabio é o resultado da redución; é o produto que nos interesa do alto forno. Contén ferro cun 4% de carbono e moitas impurezas. A escoira sobrenada no arrabio polo que se separan ben. Os gases orixinados no proceso foxen por arriba.

Outros Materiais Metálicos

O Cobre

De cor vermella, é bo condutor da calor e electricidade, é brando e con gran plasticidade. Ten mala maquinabilidade e baixa resistencia ao desgaste. É resistente á corrosión porque se cobre dunha tona de cardenillo. As principais menas son: estado nativo, calcopirita, calcosina, tenorita. O cobre úsase en condutores eléctricos. As súas principais aliaxes son: latóns (aliaxe de cobre e cinc), bronces (conteñen 5-30% de estaño), cuproaluminios, cuproníqueis.

Obtención do Cobre

O cobre nativo purifícase electroliticamente. Se partimos de menas sulfuradas, realízase o seguinte procedemento:

1. Concentración do material: o mineral é triturado e cribado, introdúcese nun recipiente con auga e por axitación elimínase a ganga.
2. Tostación: en presenza dunha cantidade limitada de aire no forno, oxídase só o ferro da calcopirita que se elimina como escoira.
3. Fusión en forno eléctrico: conséguese a mata de cobre que contén un 40% de metal.
4. Conversión: nun recipiente metálico denominado convertedor, a mata de cobre expónse a unha corrente intensa de aire de xeito que se produce a reacción: [Cu2S+O2->2Cu+SO2].
5. Afino térmico no forno de refino: inxéctase aire provocando unha oxidación parcial do cobre, retírase a escoira e despois redúcese de novo o contido do forno. O produto obtido é o cobre comercial ordinario.
6. Afino electrolítico: para bastantes aplicacións non abonda co afino térmico polo que se recorre á electrólise para obter cobre comercial ordinario electrolítico cunha pureza de 99.95%.

O Chumbo

As menas son: galena, cerusita, anglesita.

O Aluminio

É un metal lixeiro e de elevada condutividade térmica e eléctrica. A súa baixa temperatura de fusión unida ao seu elevado punto de ebulición fan o aluminio idóneo nos procesos de moldeo. O aluminio non se corroe ao aire grazas á densa tona compacta superficial de alúmina que o protexe e que se forma de xeito espontáneo. A súa mena é a bauxita.

Os Plásticos

Son polímeros que mudan de forma ao aplicar unha forza e que reteñen esa forma ao cesar devandita forza, son malos condutores. Os polímeros son compostos de natureza orgánica, están formados por átomos de carbono unidos entre si un gran número de veces.

Tipos de Polímeros en Función dos Monómeros

• Homopolímeros: no polímero só existe un tipo de monómeros.
• Copolímeros: a macromolécula está formada por 2 ou máis tipos de monómeros.

Tipos de Plásticos en Función do seu Comportamento Fronte á Temperatura

• Termoplásticos: rebrandecen, chegando a fluír, cando se someten a un quecemento, e volven a ser sólidos cando baixa a temperatura, isto permite que se poidan moldar moitas veces. Exemplos: PET, PVC, PE.
• Termoestables: non rebrandecen nin flúen por máis que se incremente a temperatura, chegan antes a descompoñerse e arder. Non poden ser moldeados repetidas veces por este motivo. Nos termofixos as cadeas poliméricas atópanse unidas por este motivo. Nos termoestables as cadeas poliméricas atópanse unidas por fortes enlaces covalentes.
• Prestacións: alta estabilidade térmica, grande rixidez, grande estabilidade dimensional, boa resistencia á deformación, baixa densidade e bos illantes térmicos e eléctricos. Exemplos: resinas fenólicas (PF) e resinas epoxi (EP).
• Elastómeros: non se consideran plásticos. A súa estrutura proporciona gran facilidade de deformación pola acción dunha forza externa e poden recuperar inmediatamente o tamaño orixinal cando a forza cesa. Exemplos: caucho, neopreno.

Significado: PET (polietileno tereftalato), PEAD (polietileno de alta densidade), PVC (policloruro de vinilo), PEBD (polietileno de baixa densidade), PP (polipropileno), PS (poliestireno).

Outros Materiais

O Liño

O talo desta planta arríncase e déixase secar no chan. Despois mergúllase en auga a 25º durante uns días, para eliminar a materia gomosa. Logo sécase e elimínase a madeira dos talos. As fibras curtas de calidade inferior denomínanse estopa. As fibras de mellor calidade péinanse e fíanse. É un material lustroso, forte e bo condutor térmico, absorbe ben a humidade.

O Coiro

1. Quítase a pel ao animal, engádeselle sal e insecticida.
2. Abrándase en auga.
3. Con cal vivo destrúese o pelo e a membrana entre a derme e a epiderme.
4. Depílase mediante raspado.
5. Descárnase.
6. Elimínase a cal, a pel queda reducida á derme.
7. Cúrtase con tanino.

Madeira

Madeiras Brandas

Proveñen de ximnospermas, concretamente das coníferas. Son madeiras de cores relativamente claras. Son do hemisferio norte, son árbores de crecemento rápido e baratas, serven para a fabricación de papel e de taboleiros de fibras. Exemplos: cedro, ciprés, piñeiro.

Madeiras Duras

Pertencen ao grupo das anxiospermas, medran en zonas tépedas e son de folla caduca (agás árbores tropicais). Son máis duras, son máis caras, son de crecemento lento. Exemplos: castiñeiro, nogal, carballo.

Contrachapado

É un material realizado a partir de finas láminas de madeira unidas en tona para formar un taboleiro estable e resistente. Está formado por un número impar de placas. Están unidas entre si con cola e presión.

Vantaxes: reduce os efectos da contracción e alabeo, máis resistente ás fendeduras, grandes superficies exentas de defectos. Facilidade para adaptarse a superficies curvas.

Formigón

É unha mestura de aglomerante, area, grava e auga. É posible darlle a forma que se queira usando moldes, chamados encofrados. Os principais tipos de formigón son:

• Ordinario ou en masa: o aglomerante é cemento portland. Resiste unha vez fraguado.
• Armado: leva no seu interior armaduras de barras de aceiro, o que permite absorber esforzos de flexión e de tracción.
• Pretensado: é un formigón armado con barras que foron sometidas a un esforzo de tracción ao mesmo tempo que fraguaba o formigón. Para isto:

1. Alónganse as barras sen sobrepasar o límite elástico.
2. Coas barras alongadas e sen soltalas, faise o encofrado de formigón, introdúcese no interior do formigón e déixase fraguar.
3. Pasadas unhas 4 semanas sóltanse as barras, que tentan comprimir o formigón que xa está endurecido, prodúcese un equilibrio de forzas no interior.

Os formigóns así obtidos resisten mellor os esforzos de tracción e de compresión.