Introduccion A La Ciencias De Los Materiales

Desarrollo histórico de los materiales:

Desde la que se sabe de la existencia de los seres humanos, también se conoce como estos pudieron proveerse de los materiales existentes en su entorno, para la supervivencia, construcción, protección, recolección, caza, entre otros. Es por esto que la historia de los materiales se ha podido dividir en 5 edades o periodos, las cuales van desarrollándose según la importancia y la prevale cencía del material encontrado.

Edad de Piedra: 3000 años Antes de Cristo (A.C)

El hombre desarrollo la destreza para crear objetos punzo-cortantes y punzo-penetrantes. La arcilla o también llamada barro, se ablandaba al mezclarse con agua, y se endurecía al secarse, se introducía los bloques de arcilla húmeda dentro de una hoguera por un determinado tiempo, quedando estos permanentemente duros, siendo resistentes al agua.

Existieron también materiales importantes para este periodo como:

- Madera

- Huesos

- Cuernas

- Cestos

- Cuerdas

- Cuero

- Barro

Edad de Cobre: 5000 a 1500 (A.C)

Este periodo también llamado origen de la metalurgia, el hombre descubre que el cobre natural podía ser suavizado al calentarlo, y endurecido al deformarlo mediante el martilleo, posicionándose como el material preferido por el hombre para la fabricación de herramientas y objetos ceremoniales, es decir, desarrollando la especialización artesanal. Tiempo después empieza los escases del cobre como elemento natural viéndose obligado a trabajar con los derivados del mismo o los metales contenidos en los minerales.

Se puede decir que ya para esta etapa existía el intercambio de materiales, la especialización artesanal y una revolución de los productos derivados.

Edad de Bronce: 2000 a 0 (A.C)

Se desarrollan lo que son las aleaciones, descubriendo la aleación del cobre, añadiéndole estaño al mismo, observando una mejoría en sus propiedades. Aumentaba su dureza, disminuía el punto de fusión, aumentaba la resistencia a la corrosión y teniendo como resultado lo que conocemos como el Bronce. Se comprueba que este era reciclable, se podían fundir las piezas obtenidas y volver a obtener otra pieza con las propiedades idénticas.

Con el desarrollo del bronce, se viene la fabricación de armas, el hombre busca también el desarrollo y la perfección de técnicas que permiten producir metales con propiedades diferentes a las de sus constituyentes (nuevas aleaciones).

Edad de Hierro: 1000 A.C. a 1950 D.C.

Los Hititas fueron los principales responsables de las primeras fundiciones del Hierro, conociendo ahora el rey de los materiales. Esta fundición fue una de las que permitió el gran desarrollo de herramientas que permitieron trabajar tierras y diferentes tipos de utensilios de todo tipo, que hoy por hoy seguimos usando; esto ha sido permitido gracias a los avances del pensamiento de los hombres y los primeros científicos.

También existió para este periodo de forma intencionada, la obtención del acero, la cual consistía en calentar el hierro en presencia de carbón durante varios días, de manera que el acero absorbía suficiente carbono hasta llega a convertirse en un acero con todas sus propiedades. Se dice que en esta edad también se conoció la existencia de la plata y del oro.

Revolución Industrial: Siglo XVIII

Los materiales más representativos utilizados en esa época fueron: los metales, el carbón y el vapor.

La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por la denominada industria y la manufactura, produciendo y desarrollando nuevos modelos de maquinaria siendo la mano de obra reemplazada por maquinas casi totalmente de hierro, mecanizando a las industrias textiles y el desarrollo de los procesos de hierro y acero, que fueron utilizados para la construcción de puentes, facilitando las travesías comerciales entre las sociedades por la creación de los mismos.

Modelos sobre la estructura atómica:

A finales del siglo XIX, se produjeron una serie de avances de gran trascendencia que llevaron a la confirmación definitiva de la teoría atómica y a la formulación de un nuevo modelo de átomo. Estos avances no fueron ya obra de los químicos si no de los físicos, que habían aprendido a producir, transportar y aprovechar la electricidad como fuerza motriz sin haber logrado comprender la esencia íntima de los fenómenos eléctricos.

Modelo atómico de Thomson:

El primer descubrimiento fue realizado en 1897 por el físico J. J. Thomson, quien estudiando la desviación de los rayos catódicos mediante campos eléctricos y magnéticos, llego a la conclusión de que estos rayos, que son emitidos por el cátodo de los tubos de vacío, están constituidos por partículas dotadas de masa y carga eléctrica.

La primera hipótesis fue tomada en 1904, el cual imagino el átomo como una esfera de material de carga positiva dentro de la cual estaban embebidos los electrones necesarios para neutralizar esa carga.

Modelo atómico de Rutherford:

La naturaleza de las distintas radiaciones que emite el radio fue establecida por E. Rutherford en 1903, y en 1911, este mismo, inicio una serie de experimentos cruciales en los que surgió el concepto de núcleo atómico. El estudio de la radiactividad, descubierta a finales del siglo XIX, había conducido a la hipótesis de que el numero atómico representaba el número de unidades de carga positiva del átomo y, puesto que este es neutro, también el numero de electrones.

En estos experimentos de Rutherford y sus colaboradores (H. Geiger y E. Marsden) utilizaron una fuente de partículas y, mediante la interposición de planchas de plomo, colimaron el haz de partículas y lo dirigieron sobre una lámina de oro muy fina. Las partículas atravesaban la lamina e incidían sobre una superficie recubierta de sulfuro de zinc, provocando un centello. A partir de la observación de este centelleo, era posible concluir que la gran mayoría de las partículas atravesaban la lamina, sin sufrir desviación, mientras que algunas sufrían una desviación considerable e incluso unas no lograban atravesar la lamina. Este resultado contradecía al modelo de Thomson, ya que, de ser así, las partículas no deberían sufrir diferentes desviaciones. Para explicarlo Rutherford supuso que toda la carga positiva del átomo estaba concentrada en una región, a la que se dio el nombre de núcleo.

“El átomo debe estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo cargado positivamente”

Modelo atómico de Bohr:

En 1913 N. Bohr desarrollo un modelo de átomo que utilizaba la idea de la cuantificación de la energía. Esta idea había sido introducida

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