PRÁCTICA 1 Propiedades Mecánicas

Diego Gómez Ruiz Ciencia de Materiales Curso 2015-2016

La práctica 1 consiste en realizar un informe explicando y razonando propiedades mecánicas de 3 objetos cotidianos, así como explicar sus cualidades y saber para qué se utilizan. Los 3 objetos que he elegido para realizar el informe han sido un bolígrafo (polímero), una taza pequeña de café (cerámica) y una moneda (material metálico). A continuación voy a insertar 3 imágenes de los objetos que voy a analizar: Moneda:

Taza de café:

Bolígrafo:

Una vez observados los 3 objetos, vamos a proceder a clasificarlos y a analizarlos: Moneda: Las monedas, están fabricadas por materiales metálicos. Son muy buenos conductores eléctricos (permiten el paso de la corriente eléctrica), y térmicos (buen comportamiento frente al calor). Poseen también buenas propiedades ópticas, por lo que son capaces de permitir el paso de la luz al incidir sobre ellos. Son elásticos (recuperan su tamaño y forma cuando se deja de actuar fuera sobre ellos) y plásticos (adquieren deformaciones permanentes cuando una fuerza actúa sobre ellos). Son materiales duros, lo que les permite oponerse a que sea rayado o penetrado por otro objeto y muy tenaces (resistentes a romperse cuando son golpeados). En cuanto al uso diario, existen muchos países en los cuáles la moneda toma un papel muy importante. Con esto me refiero al transporte publico, maquinas expendedoras o comercio ambulante, que hacen que la forma de pago en efectivo sea muy común. Bolígrafo: Los plásticos son sustancias químicas llamadas polímeros, cuyo componente principal es el carbono. En cuanto a sus características y propiedades podemos hablar decir que son fáciles de trabajar y moldear y son de muy bajo costo de producción (el ejemplo que he puesto del bolígrafo lo

afirma, ya que puedes encontrártelos en librerías por 0,50 €). También son buenos aislantes térmicos y eléctricos como los materiales cerámicos. En cuanto al medio ambiente, algunos plásticos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, por lo que si los quemamos, pueden llegar a ser muy contaminantes. Tienen una alta resistencia a la tensión y a la compresión y son muy buenos dieléctricos. Existen bolígrafos fabricados por distintos materiales, como puede ser por metal (lo que le da un toque más profesional) pero a su vez son mas pesados que los fabricados con plástico. En el mercado, el bolígrafo es un objeto que tiene mucha demanda por las facilidades que nos da. Es un objeto muy vendido ya que los estudiantes lo usan muy a menudo para estudiar. Taza de café: Se entiende por material cerámico al producto de diversas materias primas, principalmente arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta con la finalidad de poder darles forma. En cuanto a sus propiedades, podemos destacar: Son materiales duros, no combustibles y no oxidables. Poseen una gran resistencia a altas temperaturas, siendo de ésta manera buenos aislantes térmicos y eléctricos (por ésta razón la usamos para tomar líquidos como el café, que suele estar caliente). Se pueden fabricar en formas con dimensiones determinadas, lo que hace que sea muy útil para fabricar objetos diferentes a otros, ya que hay otros materiales que no tienen esta propiedad. Son materiales

con facilidad de romperse (frágiles) y resistentes a la corrosión y erosión. Existen diferentes tipos de tazas, unas fabricadas con cerámica (que pueden usarse también como decoración), otras fabricadas con plástico (que hace que sean más ligeras y con dificultad de romperse si se cae al suelo, pero si el café está caliente, al ser de plástico te quemaría un poco la mano), y he visto también algunas fabricadas con aluminio o cristal. A continuación, voy a insertar una tabla que indica, mediante números, siendo el 1 lo máximo y el 3 lo mínimo, qué objeto tiene mejor propiedad que el otro. Propiedad Bolígrafo

(polímero) Moneda (metal)

Taza de café (cerámica)

Dureza 3 2 1 Rigidez 3 2 1 Fragilidad 2 3 1 Ductilidad 2 1 3 Tenacidad Kic 2 1 3 - Lo que voy a realizar ahora es una comparación y explicación de las propiedades insertadas en la tabla: La primera propiedad que vamos a analizar es la dureza, cuya definición es el grado de resistencia a la deformación que sufre un material bajo la acción de una fuerza cualquiera. Es por esta razón por la que la taza de café es el objeto que posee mayor dureza, ya que es un objeto que no sufre deformaciones y el bolígrafo el que más podemos deformar de los 3 objetos.

Otra opción que he pensado para comprobar si un material es duro o no, es rayándolo. He hecho la prueba rayando los 3 objetos en casa y me he dado cuenta de que el bolígrafo es muy fácil de rayar, la moneda se raya con facilidad pero la taza de café es bastante complicado rayarla. A continuación, voy a insertar una gráfica con la comparación de las varias escalas de dureza:

Otra de las propiedades a comparar es la rigidez, cuya definición es la resistencia que ofrece un objeto a la deformación elástica. Como podemos observar en la tabla, el objeto mas rígido es la taza de cerámica, ya que no se deforma como hemos comentado antes, sino que se rompe fácilmente si la dejamos caer al suelo. El bolígrafo podemos ver que es el objeto con mayor elasticidad y la moneda es algo elástica, pero no tanto como el bolígrafo. En casa, lo que hice fue intentar deformar los 3 objetos y vi que el bolígrafo era muy fácil de doblar y que la taza no adquiría ninguna deformación al actuar una fuerza sobre ella. Ahora, voy a insertar una gráfica que ayuda a comprender y comparar qué objeto sufre mas deformaciones:

La siguiente propiedad que nos toca analizar es la fragilidad. La definición de fragilidad puede ser la falta de plasticidad, que es la capacidad de deformación permanente de un material, sin que se rompa finalmente. Podemos ver en la tabla que el objeto mas fragil es la taza de café ya que no adquiere deformación alguna, solo se rompe ante un esfuerzo grande. La moneda es el objeto menos frágil aunque el bolígrafo aguanta mas esfuerzos que ésta. La siguiente propiedad es la ductilidad, que es la propiedad que consiste en el alargamiento por tracción antes de la rotura completa. El objeto menos dúctil es la taza de cafe, ya que no podemos deformarla, en segundo lugar está el bolígrafo que puede alargarse algunos centimetros, pero lo que mas se alarga sin romperse es la moneda (metal).

Lo último que voy a analizar es la Tenacidad Kic. Un objeto es tenaz si cuantifica la cantidad de energía antes de romperse por esfuerzos grandes como por ejemplo de tracción, entre otros esfuerzos. La taza de café es el objeto menos tenaz ya que no absorbe nada de energía y la moneda el más tenaz seguido del bolígrafo, ya que son los que adquieren energía antes de verse sometidos a esfuerzo y que se rompan. A continuación muestro una gráfica facilitada por nuestra profesora en los apuntes del aula virtual:

El último apartado del enunciado de la práctica es realizar un cambio de material para modificar alguna propiedad de cada objeto. En el caso de la taza de café, pienso que se podría realizar con plástico, ya que sería mucho mas difícil de romper y el costo sería mucho mas barato. En el caso de la moneda, es difícil cambiarla de material ya que es un objeto diseñado y fabricado así y no se va a cambiar debido a la gran importancia que tiene en la sociedad. Para el bolígrafo, existen muchos de ellos fabricados con otros materiales como el metal, que hacen que además de dar una visión más elegante al objeto, son mas duros y resistentes a esfuerzos.