Ciencia e ingeniería de materiales es un campo multidisciplinario que se encarga de desarrollar nuevos materiales y mejorar los ya existentes, mediante el conocimiento de las relaciones entre la microestructura, composición química, síntesis, procesamiento y propiedades. El término composición, indica la constitución química de un material. El término estructura significa una descripción del ordenamiento atómico, visto a diferentes grados de detalle. Síntesis indica la manera de fabricar los materiales a partir de elementos naturales o hechos por el hombre. Procesamiento indica el modo en que se conforman los materiales y propiedades son el conjunto de características que hacen que el material se comporte de una manera determinada ante diferentes circunstancias. El estudio amplio de todos estos conceptos determinan la aplicaciones de los materiales manufacturados pudiendo ser mas eficientes en los procesos mejora el desempeño y reducir los altos consumos de energía.
Clasificación de los materiales
Existen diferentes formas de clasificar a los materiales. La mas simple consiste en la descripción de 3 grupos principales:
- METALES
- NO METALES
- MATERIALES COMPUESTOS
En general, los metales presentan buena conductividad eléctrica, térmica, poseen una resistencia mecánica relativamente alta, gran rigidez, ductilidad o formabilidad y buena resistencia a los cambios térmicos. Tienen amplia utilidad en aplicaciones estructurales o bajo cargas dinámicas. Aunque a veces son usados en su forma elemental, las mezclas de metales llamadas aleaciones permiten mejorar o combinar determinadas propiedades.
Los METALES incluyen dos subclasificaciones importantes:
Metales ferrosos
- Aceros: Aleación de Hierro como elemento base y carbono (0.02-2.06%).
- Fundiciones de hierro colado: También llamadas fundiciones debido a su manufactura de colada contienen Hierro como elemento base y carbono (2.06-6.67%).
Metales no ferrosos
- Aleaciones no ferrosas ligeras: Son aleaciones que tienen una densidad >5 Kg/dm3 Ejemplo: Aleaciones de aluminio, magnesio, titanio, etc.
- Aleaciones no ferrosas pesadas: Son aleaciones que tienen una densidad < 5 Kg/dm3. Ejemplo: Aleaciones de cobre, plomo, etc.
Los NO METALES están clasificados en: materiales naturales, que son aquellos que se toman directamente de la naturaleza. Ejemplo: Rocas, madera, granito, y lo materiales sintéticos, son aquellos materiales que son fabricados por métodos físico-químicos, Ejemplo: Cerámicos, vidrio, polímeros, etc.
Los MATERIALES COMPUESTOS combinan las propiedades individuales de materiales distintos y obtienen propiedades que no se encontrarían en un solo material. Ejemplos: Plásticos reforzados (fibra de vidrio en una matriz de polímero), cortadores (Carburo de tungsteno con matriz de cobalto), etc.
