La ciencia de los materiales es aquella utilizada para buscar la relación entre la estructura y las propiedades de cada uno de los materiales. En cambio la ingeniería de los materiales busca relacionar las propiedades y estructuras de los materiales. Es importante esta aclaratoria pues estos conceptos tienden a confundir.
La ciencia de los materiales es un campo de múltiples disciplinas que estudia las propiedades físicas macroscópicas de algunos materiales, utilizada mayormente esta ciencia en la ingeniería, para que ésta pueda ser utilizada en herramientas, obras, máquinas y todos aquellos productos que requiera la sociedad.
En la ciencia de materiales se utilizan elementos de la química y de la física, así como también de la ingeniería civil, química y mecánica, además de la nanociencia y la nanotecnología que en los últimos años su utilización se ha vuelto mucho más frecuente. Todos estos materiales tienen propiedades que hacen que cada material se comporte de una manera determinada ante estímulos como la fuerza, la luz, el calor, entre otros.
ÍNDICE
Las propiedades de los materiales
Propiedades físicas y eléctricas.
Para conocer si el material son conductores o aislantes de energía eléctrica.
Propiedades mecánicas.
Estas propiedades explican el comportamiento de los materiales, es decir, permiten conocer si los materiales tienen dureza, plasticidad, maleabilidad y elasticidad.
Propiedades térmicas.
Estas propiedades permiten conocer la respuesta del material frente al calor, es decir, si tienen soldabilidad, fusibilidad, dilatación y conductividad térmica.
Propiedades ópticas.
Estas propiedades se manifiestan cuando la luz se coloca sobre el objeto, permite conocer si los materiales son traslucidos, opacos o transparentes.
Propiedades acústicas.
Estas propiedades permiten conocer la respuesta que dan los materiales antes del sonido, así como la conductividad acústica.
Propiedades magnéticas.
Permiten conocer el comportamiento de los materiales frente a magnetismo, permite conocer si los materiales son magnéticos o no.
Propiedades químicas.
Periten conocer la alteración que sufren los materiales cuando están en contacto con otras sustancias, es decir, si sufren de oxidación o no.
Aplicaciones de la ciencia de los materiales
En la actualidad los materiales han avanzado muy rápidamente lo que conduce a la creación de nuevos materiales e industrias, aunque los materiales e industrias ya existentes necesitan de personas especializadas en la ciencia de los materiales para modernizar estos ya existentes.
Para la aplicación de la ciencia de los materiales en la industria es necesario tomar en cuenta elección del material, el costo y el beneficio para obtener este material y el beneficio en la sociedad.
Los ingenieros o científicos en materiales tratan la extracción y conversión de los materiales en elementos útiles para la sociedad mediante técnicas de fundido, extracción electrolítica, extracción en alto horno, entre otras.
Tipos de materiales
Los materiales se clasifican en 4 grupos según sus usos y características.
Cerámicos.
Su principal característica es tener buena dureza y resistencia, además de que tiene poca conductividad térmica y eléctrica, son poco resistentes al impacto y muy dúctiles, pueden moldearse en altas temperaturas, además de que son materiales muy buenos para la corrosión. Estos materiales pueden ser vidrio, cerámica, loza, ladrillo, etc.
Metales.
Son los materiales más utilizados, son buenos conductores de electricidad y calor, son sólidos en temperaturas ambientes a excepción del mercurio, son de alta densidad.
Polímeros.
Son grandes y ligeras moléculas, además de ser resistentes a la corrosión, son de baja resistencia a tensión, tienen muy buenas características aislantes, pueden ser utilizados en altas temperaturas.
Materiales compuestos.
Son aquellos materiales formados por la unión de dos materiales para obtener uno nuevo para obtener características que no están en ningún material original.
Estos materiales se dividen en tres grupos: materiales compuestos reforzados con fibras, materiales compuestos estructurales y materiales compuestos reforzados con partículas.