CLASIFICACION DE LOS METALES Clasificación de los Metales. Metales . En química se entiende por metales por metales a un grupo determinado de elementos situado en la parte izquierda de la l aTabla Periódica de los Elementos. Elementos . Los elementos de este grupo, al reaccionar químicamente con los elementos no metales, ceden a los últimos sus electrones externos o de valencia. En la técnica se entiende por metal por metal toda sustancia que posea "brillo metálico", propio en mayor o menor medida de todos los metales, y plasticidad. Estas propiedades las tienen no sólo los elementos puros, como el aluminio aluminio,, el cobre cobre,, el hierro hierro,, etc., sino también sustancias más complejas en cuya composición pueden entrar varios elementos no metales, frecuentemente con impurezas de elementos no metales en cantidades considerables. Estas sustancias se llaman aleaciones metálicas y en una denominación más amplia pueden denominarse metales. Cada metal se diferencia de otro por su estructura y propiedades, pero existen ciertos indicios que permiten agruparlos. En primer lugar todos los metales pueden dividirse en dos grandes grupos: metales negros y metales de color.
Metales Negros Este grupo se caracteriza por un color gris oscuro, gran densidad, exceptuando a los metales alcalinos – ferreos, alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo. El metal más característico de este grupo es el hierro hierro..
Metales Férreos Hierro, cobalto cobalto,, níquel (llamados ferromagnéticos) y el manganeso manganeso,, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos. El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de aleación.
Metales refractarios La temperatura de fusión de estos metales es superior que la del hierro, es decir, superior a 1539 ºC. se utilizan como elementos de adición a los aceros de aleación y como base para las correspondientes aleaciones.
Metales uránicos Actínidos, que que se utilizan principalmente en aleaciones aleaciones para la energía atómica.
Metales Tierras Raras Se
incluyen
en
esta
categoría
al lantano lantano,, cerio cerio,, neodimio neodimio,, praseodimio y
otros
agrupados
denominación de lantánidos, y el itrio y el escandio escandio,, semejantes a los primeros por sus propiedades.
bajo
la
Estos metales poseen propiedades químicas muy próximas, pero sus propiedades físicas son bastante distintas (temperaturas de fusión y otras). Se utilizan como aditicoas a las aleaciones de otros elementos. En condiciones naturales se encuentran juntos y, debido a las dificultades que hay para separarlos en elementos aislados, se utilizan generalmente como aleación mixta, llamada “misschmetall”, que contiene entre 40 - 45 % de Ce y un 45 -50% de todos los demás elementos de tierras raras. Como aleaciones mixtas deben considerarse también el ferrocerio (aleación de cerio y hierro con otras tierras raras), el didimio y otras. Los metales alcalinotérreos, en estado metálico libre no se utilizan, a excepción de algunos casos especiales.
Metales de Color Suelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica. Poseen gran plasticidad, poca dureza, temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo. El metal más representativo de este grupo es el cobre.
Metales Ligeros Caracterizados por una baja densidad, entre e llos se encuentran el Berilio, magnesio y aluminio.
Metales Nobles Los metales de esta categoría poseen gran resistencia a la corrosión y en ella se agrupan metales como la plata, el oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio, rodio, osmio,rutenio). A ellos puede agregarse el semidoble cobre.
Metales fácilmente fusibles En esta categoría se encuentran el zinc, cadmio, mercurio, estaño, plomo, bismuto, talio, antimonio y los elementos con propiedades metálicas debilitadas como el galio y el germanio.
Materiales metálicos
Los metales son un grupo de elementos químicos con unas características que los hacen muy útiles para el hombre, entre las que destacan la conductividad ( caso
del cobre ), la resistencia mecánica ( hierro y acero ), la resistencia a las altas temperaturas ( wolframio ), etc. O sea, tenemos un metal o aleación para cada necesidad de la técnica.
Todos ellos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio
En general, se puede decir que los metales tiene las siguientes propiedades:
Maleabilidad : Podemos hacer láminas de muchos de ellos al pasar por rodillos especiales o
con otras técnicas donde se le somete a esfuerzos de compresión.
Ductilidad: Con técnicas apropiadas, formamos hilos al someterlo a esfuerzos de tracción.
Tenacidad: Esto sería lo contrario de la fragilidad, o sea, los metales presentan gran
resistencia a romperse cuando reciben golpes.
Resistencia mecánica: Cuando los sometemos a las diferentes fuerzas ( tracción, torsión ,
comprensión..) suele comportarse muy bien.
Además de las anteriores, también son opacos, con alta densidad, alto punto de fusión y muy buenos conductores del calor y la electricidad. Podemos clasificar los metales en base al color, la densidad, los resistente que sea.. Sin embargo, dado que el hierro ha sido el metal mas usado con mucha diferencia, los metales se suelen clasificar en ferrosos ( si tienen hierro ) y no ferrosos ( no tienen hierro ).
Metales ferrosos
Los materiales férricos son aquellos que en su composición tienen principalmente hierro, como el acero ( mezcla de hierro con un poco de carbono ) o el hierro puro. En la imagen podemos observar bobinas de acero empleadas para la chapa de los automóviles. Sólo con este uso, ya nos podemos imaginar la demanda tan elevada
que hay de este material. Si además tenemos en cuenta que el motor del coche está fabricado básicamente por hierro, sumamos y sumamos.
La gran ventaja de este material es su precio relativamente bajo y la capacidad de unirse con otros elementos para mejorar sustancialmente sus propiedades. Veremos el caso del acero. Hemos representado un tipo de acero ( la estructura cristalina, o sea, como se colocan los átomos en el material ) Las bolas grises representan los átomos de hierro y las azules los de carbono. Al formarse la estructura ( hierro en el horno ) los átomos de hierro está moviéndose libremente. Cuando baja la temperatura es como la diana de los metales ( hay que formar filas ) y los átomos de hierro se agrupan de forma que generan ese cubo de la imagen. Como hemos añadido un poquito de carbono ( sobre el 1% ), los átomos de este no metal se “cuelan” en la formación del cubo ( red cristalina ) creando una aleación con unas propiedades mecánicas mejores. Según el porcentaje de carbono que tiene, los materiales férricos se clasifican en:
Hierro Dulce, con carbono <0.1%. Se oxida muy fácilmente, en cuestión de horas se for
que va destruyendo el material. Es un material blando y magnético, por ello se suele emple electroimanes
Aceros donde 0,1% < C < 2% . Tenemos un material donde el carbono es menor al 2%. T
mas duros al tener mas carbono, tenaces, dúctiles y maleables. Se pueden soldar sin proble los vehículos de todo tipo, herramientas de corte como la broca y hojas, etc. Si le añadimos tenemos el acero inoxidable
Fundiciones, cuando el carbono es mayor del 2% y menor del 5% . A mayor carbono,
ductilidad y tenacidad empeoran. Funden a temperaturas menores y son apropiados para fa complicadas ( se adaptan muy bien al molde ). Su uso va desde los motores a las rejillas de
Metales no férricos Veremos los metales que pos su uso son mas importantes
Cobre . Debido a su gran conductividad térmica y eléctrica, su uso queda casi exclusivamente para estos cometidos ( cables, tubos de calderas .. ) ya que no es un material barato. Se suelda con facilidad , es muy dúctil y maleable y cuando se oxida, forma una capa verdosa que le protege .
Aluminio. También es un excelente conductor de la electricidad y del calor. Es muy blando con baja densidad. Como en el caso del cobre ( aunque mejor aún), al oxidarse forma una fina capa de óxido de aluminio que le hace enormemente resistente a la oxidación. Se usa mucho en la industria de la alimentación debido a su nula toxicidad, así como en marcos de ventanas y aplicaciones del estilo, ya que son resistentes a la humedad, radiaciones solares, etc.
Estaño Muy blando e inoxidable. Se emplea fundamentalmente en la soldadura de cobre ( cables eléctricos y tubos de calefacción ) debido a a su bajo punto de fusión. Otro uso es el recubrimiento de láminas de acero para fabricar la hojalata.
Cinc: Se suele emplear junto con otros metales. Muy resistente a la corrosión, se emplea mucho en el proceso de galvanizado por el cual se añade este elemento a la capa externa del metal ( generalmente un acero ) para crear un material muy resistente en la intemperie. Los quita-miedos de las carreteras son otro ejemplo entre otros. La gran ventaja es que te olvidas de su mantenimiento ya que no necesita pinturas protectoras. Existen otros metales como el titanio ( caro, muy duro, resistente a la corrosión ) que se emplea en prótesis médicas , el wolframio … ¿ Sabes de algún otro metal usado en nuestra sociedad que sea interesante ?
Aleaciones La mezcla de varios elementos químicos, ( uno de ellos debe se metal ) a lugar a un nuevo material mejorando alguna de las propiedades. A este nuevo material, le
llamamos aleación. Veremos algunos de ellos.
Latón . Con una base de cobre, se le añade entre el 5 y 40 % de cinc. En este caso mejoramos al doble la resistencia a la tracción de sus componentes base. Se suele emplear como herrajes, material de fontanería y accesorios en general.
Bronce. Empleamos de nuevo una base de cobre a la que añadimos un 10 % de estaño. El resultado es un material mas resistente a la tracción que los latones, resiste a la corrosión y cuando está fundido es muy fluido, por lo que es apropiado para hacer figuras usando moldes. Sus aplicaciones van desde cojinetes o engranajes hasta estatuas.
Representamos en este apartado un rodamiento general ( las bolas suelen ser de acero ) para que se vea como funciona. Se suele poner en los ejes de las lavadoras, por ejemplo. La siguiente imagen muestra otro tipo de rodamiento donde la jaula es de bronce.
Existen otras muchas aleaciones para dar respuesta a las demanda de la industria. En el caso de la aviación comercial, como el peso es un
elemento determinante, las estructuras suelen hacerse de una aleación de aluminio, cobre y magnesio , mejorando las propiedades mecánicas de aluminio considerablemente con un peso muy inferior al hierro.
Metales Sinteticos Publicado en enero 8, 2014
Definición de materiales sintéticos Un material sintético es aquel creado por el hombre basado en polímeros osea plásticos para sustituir los materiales naturales o dados por la naturales como la madera, vidrio etc..
Un material sintético es un material creado por el hombre en condiciones controladas hay plásticos y metales (aleaciones) pueden ser sintetizados en laboratorio o en la industria por medio de procesos como laminaciones extrusiones o en caso de los metales fundiciones para mejorar las propiedades mecánicas químicas o físicas de los materiales.
Características mas representativas de este grupo de materiales Son materiales que han sido creados por el hombre como resultado de reacciones químicas controladas y que transforman los productos naturales en productos nuevos. Podemos destacar
los productos obtenidos del petróleo, como los plásticos. En medicina los materiales sintéticos son muy utilizados en arterias artificiales, diente, huesoso, etc.… y reciben el nombre de biomateriales.
Clasificación de los materiales sintéticos en automoción En función de su estructura interna se pueden clasificar como:
-Termoplasticos: Están formados por macromoleculas lineales o ramificadas, noentrelazadas.En general son duros en frió y al calentarlos se reblandecen yfluyen.El proceso de calentamiento para darles forma y el posterior enfriamiento para que endurezcan con la forma deseada, puede repetirse prácticamente de forma ilimitada. Algunos ejemplos de este tipo son: polietileno , el cloruro de polivinilo , poliesterol, poli propileno…..Se usan para el aislamiento de cables electricos, calandras,interior del motor, salpicaderos, spoilers, rejillas, paragolpes, baterias..
-Termoestables: Se denominan así por no sufrir ninguna variación en su estructura al ser calentados, ni se reblandece ni fluyen al ser sometidos a presión o calor, siempre que no llegue a la temperatura de descomposición Entre los materiales termoestables se encuentran las resinas fenolicas, resinas alquidicas, resinas de poliester no saturadas…. Se usan para fabricar portones, capos, salpicaderos.
-Elastomeros: Son materiales macromoleculares, que ne un amplio margen de temperaturas, pueden sufrir, sin rotura, deformaciones considerables bajo la acción de fuerzas
relativamente
pequeñas
y
recuperar posteriormente su longitud primitiva.
Podemos
encontrar
cauchos naturales y sintéticos ,
poliuretano..
Se
utilizan
en
cantoneras, revestimientos interiores, asientos.
Materiales naturales Se debe nombrar varios materiales naturales, sus conceptos y ejemplos
Los objetos que nos rodean están fabricados con una gran variedad de materiales que podemos clasificar de diferentes formas; por ejemplo, por su origen. Sin embargo, el criterio más adecuado para clasificar materiales es por sus propiedades. Todos los días usamos muchos objetos como ropa, muebles, libros y herramientas. ¿De qué están hechos? De algodón, madera, papel y di versos tipos de metal. Nuestro planeta Tierra está lleno de distintos materiales, con ellos se construyen útiles y herramientas. Hace miles de años se utilizaban pocos materiales: piedra, madera, cuernos y pieles de animales. Más tarde, nuestros antepasados descubrieron cómo usar el algodón, el carbón y el petróleo, que también se encuentra en forma natural en l a Tierra. Con el tiempo los seres humanos han aprendido a usar los materiales naturales para fabricar otros nuevos, como vidrio, papel y plásticos. Clasificación de los materiales según su origen
Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal. A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales de origen mineral. Los metales, la piedra o la arena son materiales de origen mi neral. A partir de las plantas obtenemos los materiales de origen vegetal. El material de origen vegetal más importante es la madera, pero también existen otros que empleamos de forma habitual, como las fibras vegetales (algodón, lino, mimbre) o el corcho. Otros son materiales de origen animal. Por ejemplo, el cuero o la lana que usamos en muchas prendas de vestir, en bolsos, zapatos, etc.
