Propiedades de los Materiales

La estructura de los materiales (es decir, la estructura de la materia que los compone) condiciona sus características. Estas características o cualidades se denominan propiedades, y su estudio representa la comprensión de cómo reacciona o se comporta el material ante diversos agentes.

Establecer cuáles son las propiedades mínimas que debe tener un material para ser útil permite elaborar lo que se denominan normas y especificaciones, las cuales facilitan la distinción entre productos aceptables y no aceptables.

Hay dos tipos de reacciones de tipo biológico que se deben evitar cuando se usa un material: las reacciones inmunológicas y las toxicológicas.

Propiedades Físicas

Dependen de la materia con la que están formados.

Densidad

Es la cantidad de materia por unidad de volumen. La densidad está vinculada con la masa, aunque también con la distancia entre átomos o moléculas, determinada por el tipo de unión química (g/cm³).

Propiedades Ópticas

Están relacionadas con la capacidad de un material para absorber la energía de las radiaciones electromagnéticas. La posibilidad de que una radiación sea absorbida o no está dada por la estructura de la materia sobre la que incide y la longitud de onda de esa radiación. El color es el conjunto de un matiz, una determinada intensidad y un determinado valor.

El matiz es lo que está determinado por la longitud de onda no absorbida. Dentro de la luminiscencia se diferencian, aunque dentro del mismo fenómeno, la fluorescencia y la fosforescencia. La primera se refiere a la devolución casi inmediata de la radiación absorbida y la segunda, a la que se produce en función del tiempo, aun después de que ha cesado la incidencia de radiación.

Luminiscencia

Es el fenómeno producido por la materia por el que las radiaciones son absorbidas y luego transmitidas o reflejadas con una longitud de onda mayor que la incidente.

Propiedades Eléctricas

La capacidad de absorber o conducir energía eléctrica está relacionada con la estructura electrónica de la materia. Solo en los materiales metálicos existen electrones relativamente libres (nube electrónica). Su comportamiento es, entonces, totalmente diferente del de los materiales orgánicos y cerámicos. Estos últimos (orgánicos y cerámicos) se pueden utilizar como aislantes eléctricos, lo que no sucede con los metálicos.

Propiedades Térmicas

Energía Específica

Es la cantidad de energía que absorbe un material.

Difusividad Térmica

Es la relación entre la absorción y conducción del material para dar una idea de la capacidad aislante de este. La acción aislante obtenida con materia orgánica es superior a la lograda con la cerámica. Aunque ambos son malos conductores, las moléculas orgánicas necesitan más energía para movilizarse.

La magnitud de la variación dimensional depende de la cantidad de variación de temperatura, de las medidas del cuerpo de que se trate y del denominado coeficiente de variación dimensional térmica del material, que estará determinado por su composición y estructura. Este coeficiente representa la variación de longitud que experimenta una unidad de longitud (o volumen) de un material por cada grado (habitualmente Celsius) de variación de temperatura.

Propiedades Magnéticas

Las propiedades magnéticas de una determinada materia o material, que actúa como imán atrayendo o rechazando a otro de acuerdo con los polos que se enfrenten, están también determinadas por la naturaleza de los átomos (específicamente algunos de sus electrones) presentes en la estructura.

Propiedades Mecánicas

Deformación Mecánica

Es el cambio interno del material por acción de dos fuerzas opuestas. Su acción debe producir una modificación en la posición y la distancia entre los átomos y las moléculas que exteriormente se traduce en un cambio de forma del cuerpo.

Cohesión

Unión.

Tensión

Es el resultado de la deformación en el material que se opone a las fuerzas externas. No es más que la resultante de las fuerzas internas generadas o inducidas entre los átomos o moléculas.

Resistencia

Es la tensión máxima que puede soportar un material.

Tipos de Tensiones y Resistencias

Las fuerzas externas pueden actuar sobre un material en distinta dirección, permitiendo clasificar las deformaciones, tensiones y resistencias en:

  • Compresiva: Cuando dos fuerzas de la misma dirección y sentido contrario actúan, tienden a disminuir la longitud del cuerpo (aplastarlo). Las tensiones que se generan son compresivas. La resistencia es también compresiva o a la compresión.
  • Traccional: Si dos fuerzas de la misma dirección y sentido contrario aumentan la longitud del cuerpo (estirarlo, traccionarlo).