La terminología de estructura refiere una descripción de arreglo atómico, observados en distintos grados de detalle. Es un acomodo de diferentes átomos que inmerso en ellas influyen directamente en su comportamiento y propiedades.
La estructura del átomo en los materiales es un tema clave, ya que; para que lo grande funcione lo pequeño tiene que funcionar.
Indice
Los materiales y su estructura
Estructura interna
Molécula
Una molécula es la representación mínima de materia que guarda las propiedades de un material formada por átomos.
Tiene que ver con la amplia disposición de los conductores que cubren al núcleo de los átomos individuales que logra afectar el comportamiento eléctrico, magnético, térmico y óptico. Su configuración electrónica influye directamente en la forma en que los átomos se unen entre sí.
Estructura cristalina
Es la estructura física de todos los sólidos a favor de todas sus moléculas, átomos y las fuerzas que no la separan.
Disposición o arreglo de los átomos, los metales, semi-conductores, muchos cerámicos, etc. Algunos polímeros logran tener una organización en cuanto a los átomos muy regular, bastante cristalina se pueden controlar las imperfecciones. Hay 7 diseños cristalinos y 14 retículos espaciales diferentes.
Estructura granular
Se encuentra en la mayor parte de los metales, semiconductores y cerámicos. El tamaño de los granos influye en el comportamiento del material.
Estructura multifásica
Es aquella que se presenta en más de una fase, teniendo cada una su arreglo atómico y propiedades individuales.
Estructura según propiedades químicas.
Son aquellos que tienen pocos electrones en su nivel más externo (tres o menos), forman cationes por disminución de electrones, y poseen baja electro-negatividad.
Tienen cuatro o más electrones en su nivel exterior. Forman aniones por ganancia de electrones y tienen alta electro-negatividad.
Estructura según niveles
Macro-estructura: es la estructura a nivel macroscópico de un material, donde la escala de su longitud es de aproximado más de 1000 nm (nanómetros) ejemplo;micro fisuras, porosidad y recubrimientos superficiales.
Micro-estructura: la configuración del material a una escala de 10 a 1000 nm; ejemplo: tamaño, distribución, orientación y otras propiedades relacionadas.
Nano-estructura: con un alcance en tamaño intermedio entre las estructuras moleculares y microscópicas.
Propiedades mecánicas de los materiales
- Elasticidad: capacidad de recuperar su forma original o primitiva a cesar la carga que cae sobre el elemento rebasando el limite elástico las deformaciones son permanentes.
- Plasticidad: Capacidad de adquirir otras formas permanentes; sin llegar a la rotura.
- Cohesión: fuerza que ofrecen los átomos al no estar unidos; dependiendo del enlace de los átomos.
- Dureza: capacidad de fortaleza que presenta un material al ser rayado o penetrado por otro, depende de la cohesión entre los átomos del material.
- Tenacidad: negación a la rotura por acción de fuerzas exteriores
- Fragilidad: opuesto a la tenacidad es la facilidad para romperse por acción de fuerzas exteriores.
- Resistencia a la fatiga: resistencia q ofrece un material a los esfuerzos repetidos.
- Resiliencia: energía asimilada en una rotura de impacto.
Clasificación de los materiales
Metales: formada por sustancias no orgánicas compuestas por uno o más elementos metálicos, pudiendo tener algún elemento no metálico ejemplo: aluminio, hierro, cobre,níquel y titanio, y como no metálicos el carbono.
Cerámicos: como ladrillos, los aislantes, los abrasivos, el vidrio, la loza.
Polímeros: en estos se incluyen la goma, los plásticos, el hule, caucho, los plásticos, y muchos tipos de adhesivos. Logrando crear grandes estructuras moleculares desde las moléculas orgánicas conseguidas del petróleo o productos de índole agrícolas.
Materiales compuestos: poseen múltiples fases, sus propiedades dependen de manera proporcional de las propiedades y cantidad de fases que lo forman. Ejemplo; mezclar hilos metálicos con un polímero.
Semiconductores: cuya conductividad eléctrica es menor a la de los metales, poseen características eléctricas que lo hacen muy provechosas en aplicaciones electrónicas.
