Material

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Dos materials diferents, comparats de manera macroscòpica, microscòpica i nanoscòpica respectivament, d'esquerraa dreta

Un material és una substància sòlida amb estructura i propietats homogènies que s'utilitza per a la fabricació de productes, incloent vivenda, transport, vestits, comunicacions, alimentació, oci i altres. Actualment disposem de l'ordre de desenes de milers de materials, naturals o desenvolupats artificialment, i les noves tecnologies de materials en creen de nous contínuament.

Desde l'antiguitat existeixen materials compostos que uneixen les propietats de dues o més substàncies, amb la qual cosa s'aconsegueix un material que té les propietats de dos elements. Hi ha també materials usats des de molt antic que es troben a la natura, com la pedra, la fusta, l'argila i el cuir; i de fet les primeres grans civilitzacions de la pre-història es coneixen amb el nom del material més emprat, per exemple edat de pedra, edat de ferro o edat de bronze. Altres grans grups de materials sòlids són els metàl·lics, els polímers (popularment, plàstics), els ceràmics (inclouen en vidre) i els semiconductors.

Propietats[modifica | modifica el codi]

La incandescència és una propietat d'alguns materials que es pot observar a simple vista

Cada material té unes propietats que el diferencien de la resta i que determinen allò que pot fer-se amb elles. Les propietats més importants dels materials sòlids es poden agrupar en grans categories: propietats mecàniques, elèctriques, tèrmiques, magnètiques, òptiques i químiques.

Classificació dels materials[modifica | modifica el codi]

Els materials es poden classificar en naturals o artificials, en sòlids i no-sòlics, els sòlids en simples o compostos, i els sòlids simples en metàl·lics, ceràmics i polímers.

Tipus[modifica | modifica el codi]

Metalls[modifica | modifica el codi]

Estructura química d'un metall. En vermell els nuclis dels àtoms, amb posició ordenada i fixa entre ells, i en blau els electrons, que es mouen lliurement entre les forats que queden entre els nuclis.

Els materials metàl·lics són combinacions d'elements químics metàl·lics, i inclouen metalls més o menys purs i tot tipus d'aliatges. Així, les seves propietats són a causa dels electrons deslocalitzats a la seva estructura química, és a dir, que són "compartits", sense pertànyer realment a cap àtom en concret. Acostumen a ser bons conductors de la calor i l'electricitat, presenten una lluentor típica (lluentor metàl·lica) quan estan polits, són opacs, deformables i resistents.

Ceràmiques[modifica | modifica el codi]

Estructura química d'un material ceràmic

Els materials ceràmics són les ceràmiques, incloent minerals d'argila, el marbre, el granit, vidre i ciment. Són compostos químics formats per parts no metàl·liques; òxids, nitrurs i carburs; amb elements químics metàl·lics (metalls). La seva estructura ja no té els electrons voltant lliurement entre tots els àtoms i per tant la conductivitat elèctrica i calorífica és menor que als metalls. La seva estructura fa que siguin materials durs, difícilment deformables, i fràgis, que es trenquen amb facilitat.

Són per tant bons aïllants elèctrics i tèrmics. A més, a altes temperatures o ambients agressius són més resistents que els metalls i que els polímers.

Semiconductors[modifica | modifica el codi]

Els semiconductors són materials que tenen propietats elèctriques intermèdies entre els bons conductors i els aïllants. Les seves característiques elèctriques poden canviar molt amb la presència d'impureses. Les impureses són molt petites concentracions d'àtoms d'altres elements químics. És més necesari controlar-les. Amb aquests materials és fan els circuits integrats usats a l'electrònica.

Polímers[modifica | modifica el codi]

Estructura química d'un polímer

Els polímers són compostos orgànics formats per llargues molècules basades en cadenes d'àtoms de carboni, hidrogen i altres elements químics no-metalls. Inclouen tots els plàstics i el cautxú, per exemple. Es poden obtenir a partir del petroli. Per la seva estructura són molt flexibles i de poca densitat. Per les seves propietats es divideixen en termoplàstics i termoestables.

Materials compostos[modifica | modifica el codi]

Els materials compostos són els materials formats per més d'un tipus de material, sovint en forma de dues o tres capes de materials diferents. Un exemple típic n'és la fibra de vidre, format per un filament de vidre, que aporta resistència mecànica, envoltat per un polímer, que li dóna flexibilitat.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre I, Edicions Reverté, 1995, ISBN 84-291-7253-X
  • Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre II, Edicions Reverté, 1996, ISBN 84-291-7254-8
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Material Modifica l'enllaç a Wikidata