Conocimientos De La Materia

EMA TEMA 1

CONOCIMIENTO DE LA MATERIA

TEMA 1. CONOCIMIENTO DE LA MATERIA.
OBJETIVOS
Dar una base teórica de la constitución de la materia para aplicarla al conocimiento de materiales. Estudiar las formas de enlace entre átomos, fundamentalmente en los metales. Estudio elemental de la cristalografía aplicada a metales y aleaciones. Interpretar y utilizar los diagramas más característicos.GUIÓN
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Introducción. Constitución de la materia. Atomo. Sistema periódico de los elementos. Enlace. Estado cristalino. Disolvente y soluto. Diagrama de equilibrio de una aleación. Obtención de piezas por moldeo.

1. INTRODUCCIÓN. El estudio clásico de los materiales estaba basado en la práctica y la experiencia; no existía una ciencia de materiales ni una teoríadonde apoyarse, que explicase científicamente las leyes experimentales. La ciencia de los materiales comienza a partir de la teoría atómica de Bohr, con la cual se pueden explicar los enlaces y la estructura cristalina de los materiales. La ciencia de los materiales se complementa también con otras ciencias, tales como la Termodinámica que, mediante el conocimiento de los sistemas de fases ycondiciones de equilibrio, abre paso al estudio de las transformaciones en los tratamientos térmicos, y la Resistencia de Materiales que, al establecer los conceptos de tensión y deformación, y la relación entre ellos, permite explicar el comportamiento de los materiales en los procesos industriales de conformación. 2. CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA. El comportamiento y propiedades de un material sonconsecuencia de su constitución y su estructura. La constitución comprende las partículas elementales, átomos y moléculas así como el modo de estar unidos (enlaces). La estructura de un material se refiere a las diversas formas que pueden tomar los cristales en procesos industriales de conformación y tratamiento, como laminación, forjado, fundido, maquinado, temple, recocido, etc. 2.1. Partículaselementales. Se llaman partículas elementales las que componen o forman el átomo (electrón, protón, neutrón, positrón, deuterón, fotón, mesones, etc., son las más importantes).

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS

2.2. Características de las partículas elementales. Las principales son: masa, carga eléctrica y promedio de vida o vida media (tabla 1.1).

3. ATOMO. En un estudio elemental, el átomo se puedeconsiderar formado por un núcleo (protones y neutrones), donde se concentra la masa con carga positiva; y la corteza, formada por electrones con carga negativa y prácticamente sin masa. Si el átomo no está excitado, eléctricamente es neutro; es decir, el número de electrones de la corteza es igual al número de protones del núcleo. 3.2. Núcleo. El diámetro del núcleo es, según Rutherford, de 10-12cm como máximo. Su estructura interna, en realidad, no se conoce exactamente. Se sabe que está formado por protones de carga positiva que corresponde al número atómico (número de orden del sistema periódico), y neutrones que son eléctricamente neutros. El número de protones es lo que caracteriza a un elemento. Si varios átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones y distintonúmero de neutrones, se denominan isótopos; las propiedades químicas de los isótopos son similares (fig. 1.2); los isótopos ocupan el mismo lugar en la tabla periódica. 3.3. Electrones periféricos. En los problemas técnicos normales, lo que realmente interesa no es el núcleo, sino los electrones periféricos, porque de su comportamiento dependen las propiedades físicas y químicas. En lastransformaciones, los electrones exteriores tienen cambios energéticos; pueden tener diversos niveles, es decir, estar más o menos alejados del núcleo. La excitación de un átomo supondrá una aportación de energía; en consecuencia, los electrones periféricos pasan de un nivel inferior a otro superior más externo; por eso, al calentar un cuerpo se dilata; inversamente, si hay emisión de energía, los electrones...