Escala Mohs

La escala de Mohs es una relación de diez materiales ordenados en función de su dureza, de menor a mayor. Se utiliza como referencia de la dureza de una sustancia. Fue propuesta por el geólogo alemán Friedrich Mohs en 1825 y se basa en el principio que una sustancia dura puede rayar a una sustancia más blanda, pero no es posible lo contrario.

Mohs eligió diez minerales a los que atribuyó un determinado grado de dureza en su escala empezando con el talco, que recibió el número 1, y terminando con el diamante, al que asignó el número 10.

Cada mineral raya a los que tienen un número inferior a él, y es rayado por los que tienen un número igual o mayor al suyo.

[editar]Tabla de valores de Mohs

Dureza	Mineral	Comentario	Composición química
1	Talco	Se puede rayar fácilmente con la uña	Mg3Si4O10(OH)2
2	Yeso	Se puede rayar con la uña con más dificultad	CaSO4·2H2O
3	Calcita	Se puede rayar con una moneda de cobre	CaCO3
4	Fluorita	Se puede rayar con un cuchillo de acero	CaF2
5	Apatito	Se puede rayar difícilmente con un cuchillo	Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)
6	Ortoclasa	Se puede rayar con una lija para el acero	KAlSi3O8
7	Cuarzo	Raya el vidrio	SiO2
8	Topacio	Rayado por herramientas de carburo de wolframio	Al2SiO4(OH-,F-)2
9	Corindón	Rayado por herramientas de carburo de Silicio	Al2O3
10	Diamante	El mineral más duro conocido, rayado solo por otro diamante.	C

Por no guardar la misma proporción en los intervalos se han establecido otras escalas de dureza, basadas en otros métodos, aunque la escala de Mohs aún se aplica en geología debido a su sencillez y facilidad para estimar la dureza de los minerales con medios simples.

Tratamientos Mecánicos, Térmicos y Químicos

Tratamientos mecánicos 

Mejoran las características de los metales por deformación mecánica, con o sin calor. 

Existen los siguientes tratamientos mecánicos: 

- Tratamientos mecánicos en caliente,  también denominados  forja.  Consisten en 

calentar un metal a una temperatura determinada para, luego, deformarlo 

golpeándolo fuertemente. Con esto se afina el tamaño del grano y se eliminan del 

material sopladuras y cavidades interiores, con lo que se mejora su estructura interna. 

- Tratamientos mecánicos en frío. Consisten en deformar el metal a la temperatura 

ambiente, bien golpeándolo, o por trefilado o laminación. Estos tratamientos 

incrementan la  dureza y la  resistencia mecánica del metal y, también, acarrean una 

disminución en su plasticidad. 

Tratamientos térmicos 

Son operaciones de calentamiento y enfriamiento de  los metales que tienen por objeto 

modificar su estructura cristalina (en especial, el tamaño del grano). La composición química 

permanece inalterable. 

Existen tres tratamientos fundamentales: 

- Recocido. El metal se calienta durante cierto tiempo a una temperatura determinada 

y, a continuación, se enfría lentamente. Se consigue una mayor plasticidad para que 

pueda ser trabajado con facilidad. La temperatura y la duración de este tratamiento 

dependerán del grado de plasticidad que se quiera comunicar al metal. 

- Temple.  Consiste en el calentamiento del metal, seguido de  un posterior 

enfriamiento realizado de forma brusca. Con esto se consigue obtener un metal muy 

duro y resistente mecánicamente. El endurecimiento adquirido por medio del temple 

se puede comparar al que se consigue por deformación en frío. 

- Revenido. Se aplica exclusivamente a los metales templados, pudiendo considerarse 

como un tratamiento complementario del temple. Con  ello se pretende  mejorar la 

tenacidad del metal templado, a costa de disminuir un poco su dureza.

Tratamientos termoquímicos 

Los tratamientos termoquímicos consisten en operaciones de calentamiento y 

enfriamiento de los metales, completadas con la aportación de otros elementos en la 

superficie de las piezas. 

Los más relevantes son: 

- Cementación.  Consiste en la  adición de carbono a la superficie de un acero que 

presente un bajo contenido en carbono a una cierta temperatura. Se obtiene así una 

dureza superficial muy elevada. 

- Nitruración. Es un proceso de endurecimiento del acero por absorción de nitrógeno a 

una temperatura determinada. Además, proporciona una buena  resistencia a la 

corrosión. Se utiliza para endurecer piezas de maquinaria (bielas, cigüeñales, etc.); 

también herramientas, como brocas, etcétera. 

- Cianuración.  Es un tratamiento intermedio entre los dos anteriores. Se utiliza no 

solamente en aceros con bajo contenido en carbono , sino también en aquéllos cuyo 

contenido en carbono sea medio o alto, cuando se pretende que adquieran una

 buena resistencia. 

- Carbonitruración. Consigue aumentar la dureza de los aceros mediante la absorción 

simultánea de carbono y nitrógeno a una temperatura determinada. La diferencia con 

el tratamiento anterior radica en que la carbonitruración se realiza mediante gases, y 

la cianuración por medio de baños. Se emplea en piezas de gran espesor. 

- Sulfinización.  Mediante la inmersión del metal en un baño especial se consigue 

incorporarle una capa de carbono, nitrógeno y, sobre todo, azufre. Con este 

tratamiento se aumenta considerablemente la resistencia al desgaste de los metales, a 

la vez que se disminuye su coeficiente de rozamiento.

Estaño

Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen.

Reducción Oxidación

Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplementereacción redox, a toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónica entre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismos con respecto a los productos.

Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:

• El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.
• El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor oxidado.

Diferencia entre oxidación y corrosión

La oxidación es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones.

Tipos de oxidación:
-Los óxidos básicos se forman con un metal mas oxígeno, los óxidos de elementos menos electronegativos tienden a ser básicos. Se les llaman también anhídridos básicos; ya que al agregar agua, pueden formar hidróxidos básicos.


-Los óxidos ácidos son los formados con un no metal + oxígeno, los óxidos de elementos más electronegativos tienden a ser ácidos. Se les llaman también anhídridos ácidos(nomenclatura en desuso); ya que al agregar agua, forman oxácidos.


La corrosión es la destrucción lenta y progresiva de un metal o aleación producida por un agente exterior que puede ser aire húmedo, producto químico, etc. Se produce por acción electroquímica (con o sin fuerza electromotriz exterior aplicada), por acción puramente química o por acción bioquímica.

Diferencias entre cristal y vidrio

La diferencia fundamental es que el vidrio es un material procesado, es decir, un producto elaborado. No hay vidrio en la naturaleza: de la naturaleza extraes las materias primas, y después de un proceso de fabricación obtienes vidrio (sílice, sosa y cal. ).
Los cristales sin embargo sí los puedes encontrar en la naturaleza (quarzo, cristal de roca. ). Un cristal desde el punto de vista científico es una estructura regular a nivel atómico, o molecular, que se repite a través del espacio. Termodinámicamente están muy cerca del equilibrio.


Vidrio

Cristal

Propiedades de los materiales

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de los materiales se refieren a la capacidad de los mismos de resistir acciones de cargas o fuerzas. Podemos decir que las propiedades mecánicas se clasifican en: Por acción:

• Estáticas: las cargas o fuerzas actúan constantemente o creciendo poco a poco.
• Dinámicas: las cargas o fuerzas actúan momentáneamente, tienen carácter de choque.
• Cíclicas o de signo variable: las cargas varían por valor, por sentido o por ambos simultáneamente.

Las propiedades mecánicas principales son: dureza, resistencia, elasticidad, plasticidad y resiliencia, aunque también podrían considerarse entre estas a la fatiga y la fluencia (creep).

• Cohesion: Resistencia de los átomos a separarse unos de otros.
• Plasticidad: Capacidad de un material a deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma. Es decir es una deformación permanente e irreversible.
• Maleabilidad: Facilidad a deformarse en láminas. Es una variación plástica ante la aplicación de carga o fuerza.
• Ductilidad: Facilidad a deformarse en hilos.
• Dureza: es la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro. Opuesta a duro es blando. El diamante es duro porque es difícil de rayar. Es la capacidad de oponer resistencia a la deformación superficial por uno mas duro.
• Resistencia: se refiere a la propiedad que presentan los materiales para soportar las diversas fuerzas. Es la oposición al cambio de forma y a la separación, es decir a la destrucción por acción de fuerzas o cargas.
• Ductilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo hilos.
• Maleabilidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de deformarse sin romperse obteniendo láminas.
• Elasticidad: se refiere a la propiedad que presentan los materiales de volver a su estado inicial cuando se aplica una fuerza sobre él. La deformación recibida ante la acción de una fuerza o carga no es permanente, volviendo el material a su forma original al retirarse la carga.
• Higroscopicidad:se refiere a la propiedad de absorber o exalar el agua
• Hendibilidad:es la propiedad de partirse en el sentido de las fibras o laminas (si tiene).
• Resiliencia:es la capacidad de oponer resistencia a la destrucción por carga dinámica.
• Rigidez es la capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos.

Propiedades eléctricas

Materiales conductores o dieléctricos

[editar]Propiedades térmicas

Materiales conductores o aislantes térmicos. Las propiedades térmicas determinan el comportamiento de los materiales frente al calor. Conductividad térmica : es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo. Fusibilidad : facilidad con que un material puede fundirse. Soldabilidad: facilidad de un material para poder soldarse consigo mismo o con otro material. Lógicamente los materiales con buena fusibilidad suelen tener buena soldabilidad.

Tipos de solicitaciones:

-Tracción 

Se denomina así al esfuerzo que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.

-Compresión

El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo. 

-Flexión

Tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal

-Torsión 

Solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes

-Cizalladura

También llamado módulo de elasticidad transversal, es una constante elástica que caracteriza el cambio de forma que experimenta un material elástico (lineal e isótropo) cuando se aplican esfuerzos constantes.

Clasificación de los metales

Metales Ferrosos. Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el hierro, sus principales características son su gran resistencia a la tracción y dureza.

Los principales productos representantes de los materiales metálicos son:

• Fundición de hierro
  Aceros
  Aceros inoxidables
  
  

Metales no Ferrosos. Por lo regular tienen menor resistencia a la tracción y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos.

Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son:

• Aluminio
  Cobre
  Magnesio
  Níquel
  Plomo
  Titanio
  Zinc