Material

Material es una sustancia o mezcla de sustancias que constituye un objeto. Los materiales pueden ser puros o impuros, vivos o no vivos. Los materiales se pueden clasificar en función de sus propiedades físicas y químicas, o de su origen geológico o función biológica. La ciencia de los materiales es el estudio de los materiales y sus aplicaciones.

Las materias primas se pueden procesar de diferentes maneras para influir en sus propiedades, mediante purificación, conformación o la introducción de otros materiales. Se pueden producir nuevos materiales a partir de materias primas mediante síntesis.

En la industria, los materiales son insumos para los procesos de fabricación para producir productos o materiales más complejos.

Elementos historicos

Los materiales trazan la historia de la humanidad. El sistema de las tres edades prehistóricas (Edad de la Piedra, Edad del Bronce, Edad del Hierro) fue sucedida por edades históricas: la edad del acero en el siglo XIX, la edad de los polímeros a mediados del siglo siguiente (edad del plástico) y la edad del silicio en la segunda mitad del siglo XX.

Clasificación por uso

Los materiales se pueden categorizar ampliamente en términos de su uso, por ejemplo:

• Los materiales de construcción se utilizan para la construcción.
• Los materiales de aislamiento de edificios se utilizan para retener el calor dentro de los edificios.
• Los materiales refractarios se utilizan para aplicaciones de alta temperatura.
• Los materiales nucleares se utilizan para la energía y las armas nucleares.
• Los materiales aeroespaciales se utilizan en aeronaves y otras aplicaciones aeroespaciales.
• Los biomateriales se utilizan para aplicaciones que interactúan con los sistemas vivos.

La selección de materiales es un proceso para determinar qué material debe usarse para una aplicación determinada.

Clasificación por estructura

La estructura relevante de los materiales tiene una escala de longitud diferente según el material. La estructura y composición de un material se puede determinar por microscopía o espectroscopía.

Microestructura

En ingeniería, los materiales se pueden clasificar según su estructura microscópica:

• Cerámica: sólidos inorgánicos no metálicos
• Vidrios: sólidos amorfos
• Metales: elementos químicos puros o combinados con un comportamiento de enlace químico específico
• Polímeros: materiales basados ​​en largas cadenas de carbono o silicio
• Híbridos: combinaciones de múltiples materiales, por ejemplo composites.

Estructura a mayor escala

Un metamaterial es cualquier material diseñado para tener una propiedad que no se encuentra en los materiales naturales, generalmente combinando varios materiales para formar un compuesto y/o ajustando la forma, la geometría, el tamaño, la orientación y la disposición para lograr la propiedad deseada.

En las espumas y los textiles, la estructura química es menos relevante para las propiedades inmediatamente observables que las características de los materiales a mayor escala: los agujeros en las espumas y el tejido en los textiles.

Clasificación por propiedades

Los materiales se pueden comparar y clasificar por sus propiedades físicas a gran escala.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas determinan cómo responde un material a las fuerzas aplicadas.

Ejemplos incluyen:

• Rigidez
• Fuerza
• Tenacidad
• Dureza

Propiedades termales

Los materiales pueden degradarse o sufrir cambios de propiedades a diferentes temperaturas. Las propiedades térmicas también incluyen la conductividad térmica y la capacidad calorífica del material, relacionadas con la transferencia y el almacenamiento de energía térmica por parte del material.

Otras propiedades

Los materiales se pueden comparar y clasificar por cualquier medida cuantitativa de su comportamiento en diversas condiciones. Las propiedades adicionales notables incluyen el comportamiento óptico, eléctrico y magnético de los materiales.