Propietats de materials

Les propietats dels materials són les característiques que té cada material i com es comporta abans que la calor, els esforços, l’oxigen, etc.

Cada material serà més adequat per a un tipus d’aplicació tècnica gràcies a les seves propietats. Així, per exemple, els pots es fabriquen amb acer inoxidable perquè condueix bé la calor, és resistent i no s’oxida. Tot i això, els pots dels pots es fabriquen amb material plàstic de manera que la calor no condueix i no es cremi al subjectar -la.

Propietats mecàniques

Aquestes propietats ens expliquen com es comportarà el material davant dels esforços.

Duresa

És propietat de resistir el rascat superficial. Els materials són ** durs ** si no es rascen fàcilment (acer) i són ** suaus ** si es rascen fàcilment (guix o fusta)

Un material dur es rascarà un material més suau.

Un altre assaig de duresa que es fa sovint és estrènyer la punta d’una petita piràmide de diamants al material. Com més gran sigui la petjada que surt el diamant, més suau serà el material.

Tenacitat

És la propietat de resistir els cops sense trencar -se.

Un material que suporta cops sense trencar -se es diu ** tenaz **. Un material que no admet els cops serà ** fràgil **

Un ratpenat de beisbol fabricat amb fusta serà molt tenaç perquè suporta els cops, però també serà suau perquè es pot passejar fàcilment.

Un vidre de vidre serà fràgil perquè es trencarà fàcilment amb els cops, però també serà dur perquè no es pot enganxar fàcilment.

Elasticitat

És propietat de recuperar la seva forma original després de deformar -se per fer un esforç. El contrari de l’elasticitat és la plasticitat.

Materials com el làtex o el cautxú s’aprecien per ser molt ** elàstics **, però també la fusta o l’acer poden ser elàstics en el cas dels pals de la nau o als molls.

La plasticina és un bon exemple de material ** plàstic ** perquè es deforma permanentment als esforços. Els plàstics també prenen aquest nom de la seva capacitat de deformar -se fàcilment quan estan calents.

Resistència mecànica

És la capacitat de resistir els esforços sense trencar -se. Com més esforç es resisteix a un material abans de trencar -se, més resistència mecànica.

Una petita cinta de fusta d’un mil·límetre quadrat es resisteix al voltant d’1,5 quilograms.

Un cable de niló d’un mil·límetre quadrat resisteix a 8 quilograms.

Un cable d’acer d’un mil·límetre quadrat es resisteix al voltant de 100 quilograms.

La resistència mecànica es mesura en kg/mm2, és a dir, quants quilograms un mil·límetre quadrat d’aquest material suporta abans d’estirar de manera permanent (límit elàstic) o abans de trencar (càrrega de trencament).

Propietats tèrmiques i elèctriques

Aquestes dues propietats estan relacionades entre elles. Descriuen com es comportaran els materials davant la calor i l’electricitat.

Conductivitat tèrmica

És la propietat del transport de calor fàcilment.

Els materials amb molta conductivitat tèrmica s’utilitzaran per fer radiadors, estris de cuina, etc.

Els materials amb poca conductivitat tèrmica, també anomenades ** aïllant **, s’utilitzaran per aïllar les cases de la temperatura exterior o per fabricar mangues de paelles, paelles, etc.

Els materials aïllants com el plàstic o la fusta produeixen una sensació càlida al tacte, mentre que els bons conductors com l’acer produeixen una sensació de fred al tacte.

Dilatació tèrmica

És la propietat d’un material augmentar amb la temperatura. Es tracta d’una propietat que sol donar problemes en estructures com edificis, pistes de tren, ponts, etc. El problema es resol de deixant buits a cada distància determinada per permetre la dilatació dels materials amb la calor de l’estiu sense que es trenqui ni deformi.

Els forats creats per evitar aquest problema s’anomenen ** articulacions de dilatació **.

Conductivitat elèctrica

És propietat dels materials per permetre el pas del corrent elèctric amb facilitat.

Els metalls són bons conductors d’electricitat. El coure, l’alumini, l’or i l’acer són els més utilitzats per fer conductors elèctrics o superfícies de contacte.

Altres materials molt útils són els semiconductors ** **, perquè poden controlar la conductivitat elèctrica. Amb aquests materials es fabriquen tots els dispositius electrònics actuals.

Altres propietats físiques

Densitat

És la quantitat de matèria que conté un litre de material.

Un material com el plom és molt densitat perquè pesa més d’11 quilograms per cada litre.

Un material com la fusta té poca densitat perquè pesa aproximadament 1 quilogram per cada litre.

Amb pocs materials densos com ara magnesi, liti, alumini, fusta o plàstics, es poden fabricar productes lleugers.

Resposta lleuger

Els materials poden ser transparents com el vidre i gràcies a que podeu fabricar finestres.

Altres materials com els metalls són brillants i reflecteixen la llum, de manera que es poden utilitzar per fer miralls o superfícies reflectants.

La fusta i el cuir són molt apreciats pel seu aspecte superficial.

Propietats de fabricació

Aquestes propietats indiquen com es comportarà el material durant els processos de fabricació d'objectes i quines operacions es poden realitzar.

Mal·leabilitat

És la propietat d’un material per donar suport a l’aixecament sense trencar -se. Els materials malebles es poden aixafar entre els rodets per fer llençols fins.

L’alumini és un exemple de material molt maleable. Podeu fabricar paper d’alumini aixafant entre rodets.

La fusta no és maleable perquè es trenca quan s’intenta aixafar -la. Amb la fusta, podeu fer llençols fins, però gràcies al tall, com en el cas d’un Scaragers, i no per aixafar -se.

Ductilitat

És propietat d’un material per suportar l’estirament sense trencar -se. Els materials dúctils es poden estirar a través de petits forats per fer fils fins.

El coure és un exemple de material molt dúctil. Es poden fabricar fils molt fins per estirar per fer cables. Els plàstics també són molt dúctils quan estan calents. Per exemple, la pistola de cua termofusible tendeix a fer fils molt prims i llargs quan s’elimina després de colpejar.

El vidre calent és un altre material molt dúctil. Es pot estirar fàcilment per fabricar tot tipus d'objectes.

Fusibilitat

És propietat d’un material per fondre’s amb calor, passant a l’estat líquid. Aquesta propietat és molt apreciada per fabricar per motlle, introduint en un motlle el material fos per prendre la forma desitjada.

Els plàstics, els metalls i el vidre són exemples de materials de fusibles que permeten fabricar tot tipus de formes en un motlle.

Els materials de fusibles també són fàcilment ** soldables **, això vol dir que es poden unir a l'aplicació de calor i pressió. Això també facilita la fabricació per poder unir fàcilment peces.

Els materials que no són de fusió són fusta, ceràmica, plàstics termostables com la baquelita, etc.

Propietats químiques

Aquestes propietats defineixen com es comporta el material abans de productes químics corrosius o a la radiació solar.

Oxidació

És la combinació d’oxigen amb els materials, que produeix el seu deteriorament i trencament.

Molts metalls s’oxiden fàcilment, especialment el ferro, que és un dels metalls més usats. Per evitar l’oxidació, el ferro està cobert de pintures, amb altres metalls resistents a l’oxidació com el crom (crom) o com a estany (estany).

Els plàstics, el vidre, la fusta o la ceràmica són materials que resisteixen molt bé a l’oxidació.

Resistència a àcids i càustics
Igual que l’oxigen, els àcids i productes càustics com el lleixiu poden fer malbé els materials, especialment a l’obert o a prop del mar. Els plàstics i el vidre són materials utilitzats per contenir àcids i càustics perquè els seus efectes resisteixen molt bé.
Resistència a la radiació solar

La radiació del sol, especialment la radiació ultraviolada (UV), pot descompondre certs materials i degradar -los.

Molts plàstics que resisteixen molt bé la resta de les agressions químiques resisteixen a la radiació del sol i acaben trencant i degradant -se en el clima.

Propietats ecològiques

Aquestes propietats descriuen l’impacte dels materials sobre el medi ambient.

Materials renovables

Són aquells materials que es poden restaurar mitjançant processos naturals a una velocitat més alta que els consumits. Els materials no renovables s’esgotaran tard o d’hora i no podrem continuar utilitzant -los.

Perquè un material sigui renovable, ha de complir dues condicions:

  1. Que el material prové d’una matèria primera renovable o que es pot reciclar sense pèrdues. Per exemple, fusta, cotó, vidre o metalls.
  2. Que la matèria primera es consumeixi de manera sostenible, és a dir, a una velocitat inferior a la que es produeix. Si tenim un bosc més ràpid que els arbres creixen, la fusta d’aquest bosc s’esgendrà i no serà sostenible.

Exemples de ** Materials renovables **:

Tots els materials d’origen animal i vegetal que consumeixen la mateixa velocitat amb què es reomplen. Fusta, paper, cartró, oli vegetal, cuir, llana, seda, làtex.

Materials molt abundants al medi i que es reciclen sense pèrdues, com ferro, alumini o vidre.

Exemples de ** Materials no renovables **:

La majoria dels plàstics provenen del petroli i del gas natural (que són recursos limitats).

Els plàstics es poden reciclar, però el procés els degenera ràpidament de manera que només es puguin reciclar poques vegades abans de ser descartats.

Hi ha alguns plàstics que es fabriquen a partir de matèries primeres renovables, però avui en dia són molt poques.

Materials tòxics

Un material és tòxic si és verinós i produeix efectes negatius per a la salut dels éssers vius. Alguns materials tenen components tòxics i d’altres es tornen tòxics descartant i descomposant.

Finalment, alguns materials no contenen tòxics, sinó que generen molta contaminació en fabricar -se, de manera que acaben contaminant el medi ambient.

Exemples de materials tòxics:

  • Metalls pesants com el plom, el cadmi, el mercuri, el crom, etc. S'utilitzen per fabricar productes electrònics fluorescents, de bateries o bateries.
  • Els plàstics. Alguns emeten gasos tòxics. La majoria són tòxiques a l’hora de descomposar -se amb el sol o la crema.
  • Materials de construcció com el granit, que desprèn un gas radioactiu anomenat Radón.
  • Materials que desprenen pols cancerígens, com l’amiant, amb els quals es fabriquen molts materials de construcció. Avui està prohibida la seva fabricació i venda a la Unió Europea.
  • Els materials que consumeixen molta energia quan es produeixen com alumini, acer, formigó no són tòxics, sinó que emeten CO2 (gas d’efecte hivernacle) en la seva fabricació.
  • Pot ser que un material no sigui tòxic, sinó que produeixi tòxic durant el seu procés de fabricació. Per exemple, la fabricació de paper amb blancs de clor o fabricació de teixits amb colorants tòxics.

Exemples de materials no tòxics:

El vidre, la fusta o els metalls no rebaixats no són tòxics.
Materials reciclables

Un material reciclable permet fabricar nous productes a partir de productes de residus.

Els productes es descarten quan s’acaba la seva vida útil. En alguns casos, podeu reutilitzar els vostres materials per fabricar nous productes, però la majoria de vegades es descarten en muntanyes d’escombraries que acaben afectant negativament el medi ambient.

El vidre i els metalls són molt reciclables perquè no perden les seves propietats ni es degraden en el procés de reciclatge.

Els plàstics o el paper no són gaire reciclables perquè es degraden molt fàcilment en el procés de reciclatge. Els productes reciclats tenen una qualitat inferior als originals.

Materials biodegradables

Un material és biodegradable si es descompon a la natura amb relativa facilitat i sense produir productes tòxics.

La fusta i els seus derivats com el cartró i el paper són molt biodegradables.

Els plàstics són molt poc biodegradables.

** Altres problemes ecològics **

L’extracció no sostenible de materials renovables pot esgotar les reserves i causar greus problemes ambientals. Per exemple, la fabricació massiva dels aerogeneradors pot desertar les zones forestals en el cas de la tala de fusta balsa no controlada. La producció de formigó porta molts hàbitats eliminant les sorres necessàries per a la seva fabricació.

Qüestionaris

Test qüestionaris sobre propietats materials.