Ciència de materials
La ciència de materials és la disciplina científica encarregada d'investigar la relació entre l'estructura i les propietats dels materials. Paralelament, convé matisar que l'ingenieria de materials es fonamenta en esta, les relaciones propietats-estructura-processament-funcionament, i dissenya o proyecta alguna estructura possible del material, per a conseguir un conjunt predeterminat de propietats.
La ciència de materials és, per això mateixa, un camp multidisciplinario que estudia els coneiximents fonamentals sobre les propietats físiques macroscòpiques dels materials i els aplica en vàries àrees de la ciència i l'ingenieria, conseguint que estos puguen ser utilisats en obres, màquines i ferramentes diverses, o convertits en productes necessaris o requerits per la societat. Inclou elements de la química i física, aixina com les ingenieries química, mecànica, civil, elèctrica, medicina, industrial, biologia i ciències ambientals. En l'atenció dels mijos posada en la nanociencia i la nanotecnología en els últims anys, la ciència dels materials ha segut impulsada en moltes universitats.
A pesar dels espectaculars progressos en el coneiximent i en el desenroll dels materials en els últims anys, el permanent desafiu tecnològic requerix materials cada volta més sofisticats i especialisats.
Història
[editar | editar còdic]Històricament, el desenroll i l'evolució de les societats han estat íntimament vinculats a la capacitat dels seus membres per a produir i conformar els materials necessaris per a satisfer les seues necessitats. Els prehistoriadores han trobat útil classificar les primeres civilisacions a partir d'alguns materials usats: Edat de Pedra, Edat del Coure, Edat de Bronze o Edat del Ferro. Esta última seqüència sembla universal en totes les àrees, ya l'us del ferro requerix una tecnologia més complexa que l'associada a la producció de bronze, que a la seua volta requerix major tecnificació que l'us de la pedra.
Les primeres civilisacions varen tindre una disponibilitat prou més reduïda de diferents materials que les civilisacions més tecnificadas. Inicialment solament es disponia de materials naturals o seminaturales com a pedres, fusta, argila, pells, uns atres. Els metals no preciosos rarament es troben en la naturalea, sino que estan en formes de minerals i es requerix un procés de separació del metal pur a partir del mineral corresponent. En el transcurs del temps, en diverses àrees del planeta es va aplegar a tècniques per a produir materials en noves propietats superiors a les dels naturals (principalment aleacions).
Fa relativament poc temps que els científics varen aplegar a comprendre la relació entre elements estructurals dels materials i les seues propietats. Este coneiximent, adquirit en els últims 200 anys aproximadament, els ha capacitat, en alt grau, per a modificar o adaptar les característiques dels materials. Potser un dels científics més rellevants en este camp haja segut Willard Gibbs en demostrar la relació entre les propietats d'un material i la seua microestructura.
S'han desenrollat decenes de mils de materials distints en característiques molt especials per a satisfer les necessitats de la nostra moderna i complexa societat, es tracta de metals, plàstics, vidres i fibres. Una de les grans revolucions d'esta ciència va ser el descobriment de les diferents fases tèrmiques dels metals i, en especial, del acer. Actualment les bestreta electròniques més sofisticats es basen en components denominats materials semiconductorés.
L'història de la humanitat ha estat lligada estretament al tipo de materials que cada societat ha desenrollat. És per açò que es coneixen vàries etapes històriques en este sentit, sense que necessàriament existixca una data exacta, o inclús, donant-se en diferents moments en les diferents societats humanes.
L'Edat de Pedra es referix llavors al periodo en el que un grup humà en particular amprava este material junt en uns atres d'orige natural com la fusta o l'os de forma preponderant. Normalment s'associa a una etapa poc desenrollada tecnològicament, la qual cosa no és necessàriament cert, ya que cultures que varen conseguir importants alvanços culturals com els azteca o els mayas no varen superar formalment l'Edat de Pedra, no per falta d'alvanços, sino per l'enorme varietat de materials pétreos en els que estes societats contaven els quals suplien àmpliament les necessitats que varen enfrontar.
L'edat de bronze, a la qual alguns es referixen com a «edat dels metals» es referix a l'us de metals i aleacions, l'importància de les quals radica que l'obtenció d'ells requerix de l'adquisició de tecnologies metalúrgiques complexes. El bronze és la més famosa de les aleacions a les que es referix l'història per a referir-se a l'aparició de cultures clàssiques i l'acer per a l'era de la revolució industrial.
Les eres més recents es coneixen com «era dels polímero», degut a que l'us dels mateixos definitivament es deu a alvanços en la química de gran complexitat. Els polímero poden tindre virtualment qualsevol propietat física, aixina que el seu us es va fer tan massiu que definix molt be a les societats modernes (societats plàstiques).
No obstant l'història, com el desenroll de materials, no es deté. Actualment s'imponen els materials composts, o composites. Formats per l'unió d'uns atres.
Classificació
[editar | editar còdic]
La ciència de materials classifica a tots els materials en funció de les seues propietats i la seua estructura atòmica. Són els següents:
Una atra classificació seria en funció de les seues propietats, i seria
Estos últims comprenen els materials utilisats en les indústries elèctrica, electrònica, informàtica i de les telecomunicacions:
Alguns llibres fan una classificació més exhaustiva, encara que en estes categories qualsevol element pot ser classificat.
En realitat en la ciència de materials es reconeixen com a categories únicament els metals, els materials ceràmics i els polímero, qualsevol material pot incloure's en una d'estes categories, aixina que els semiconductors pertanyen als materials ceràmics i els materials composts no són més que mescles de materials pertanyents a les categories principals.
Vore també
[editar | editar còdic]- Tecnologia de materials
- Mecànica de sòlits deformables
- Caracterisació de materials
- Ensaig de materials
- Ingenieria de materials
Referències
[editar | editar còdic]Bibliografia
[editar | editar còdic]Enllaces externs
[editar | editar còdic]
Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Ciència de materials.
- "Centre d'Investigació en Materials Alvançats (Mèxic)"
- Web de el CSIC (Espanya) per a deprendre Cristalografia
- Este artícul conté una traducció derivada de «Ciencia de materiales» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.