Metalle, Verbundwerkstoffe und Industrielle Revolution

Metalle

Jedes der chemischen Elemente ist ein guter Leiter von Wärme und Strom, besitzt einen charakteristischen Glanz und ist bei gewöhnlicher Temperatur fest, außer Quecksilber. Diese Elemente sind reich an Eisen, Kalzium und Magnesium.

Eigenschaften

Metalle sind reichlich vorhanden, hart und formbar. Sie leiten Wärme und Strom und können miteinander kombiniert werden, um Legierungen zu erstellen, welche ihre Eigenschaften verbessern. Ein Nachteil ist jedoch: Fast alle sind anfällig für Korrosion – ein Problem, das die Integrität von Strukturen und Maschinen bedroht und erhebliche Verluste verursacht.

Edelmetalle

Es handelt sich um Metalle, die frei in der Natur vorkommen, das heißt, sie sind nicht mit anderen Elementen kombiniert, um Verbindungen zu bilden. Sie werden vor allem für Schmuck verwendet.

Was ist Oxidation?

Oxidation ist der Prozess, bei dem ein Metall wieder in seinen natürlichen Zustand zurückkehrt, da die meisten von ihnen in der Natur als Oxide vorkommen.

Bronze

Bronze ist eine Legierung aus Zinn und Kupfer (meist eine Mischung aus neun Teilen Kupfer). Diese Kombination erzeugt ein neues Metall, das härter als die beiden Einzelkomponenten ist sowie leichter zu schmelzen und zu bearbeiten als reines Kupfer.

Merkmale der antiken Bronzezeit

Diese Zeit deckt sich mit der mittelminoischen Periode in Griechenland; es wurden Paläste gebaut und Kollektivbestattungen durchgeführt. In einer primitiven Gesellschaft, die sich der Jagd, Fischerei, Landwirtschaft und Viehzucht widmete, begann die Insel Zypern den Metallhandel über die Ägäis.

Eigenschaften der mittleren Bronzezeit

Sie war gekennzeichnet durch die Zerstörung der griechischen Paläste und den Beginn der Seefahrt zu kommerziellen Zwecken. Es erschienen Monumentalbauten.

Merkmale der modernen Bronzezeit

Es fand ein Übergang zur Eisenzeit statt, markiert durch den Beginn der mykenischen Zeit in Griechenland. Dies war eine Phase großer kultureller Transformation, in der Gräber mit Edelmetallen als Symbol der Macht auftauchten.

Eisenzeit

Zeitliche Einordnung

Die Eisenzeit liegt in der letzten Periode der Vorgeschichte.

Gesellschaftliche Entwicklung

Die Menschen lebten in runden und quadratischen Hütten innerhalb ummauerter Bereiche. Es gab eine soziale Hierarchie; Bestattungen in Hügelgräbern wurden praktiziert, wobei den Toten je nach sozialem Status Objekte beigegeben wurden. Zudem wurden Urnen verwendet, was auf der Iberischen Halbinsel häufiger vorkam. Keramik wurde von Hand modelliert und mit geometrischen Motiven verziert.

Verwendung und Gewinnung von Eisen

Eisen wurde für Waffen und Schilde verwendet. Man gewinnt es durch Schmieden sowie aus Mineralien wie Pyrit und Magnetit.

Eigenschaften von Eisen

Es ist ein formbares, silbergraues Metall mit magnetischen Eigenschaften (ferromagnetisch bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck). Es ist extrem hart und schwer.

Warum ersetzte es Messing?

Weil Eisen billiger, reichlicher vorhanden und langlebiger war.

Hauptfundorte in Spanien

Die wichtigsten Lagerstätten befinden sich im Murtal (Alhama de Murcia), Rambla de Algeciras (Alhama de Murcia), El Castellar (Librilla), La Jarosa II (Lorca) und Atapuerca (Burgos).

Verbundwerkstoffe (Composites)

Verbundwerkstoffe sind anspruchsvolle Materialien, bei denen beispielsweise Kohlenstofffasern in eine Harzmatrix eingebettet sind. Es handelt sich um synthetische Materialien, die ungleichmäßig gemischt sind und eine Verbindung bilden. Sie bestehen aus unterschiedlichen Elementen.

Arten von Verbundwerkstoffen

• Der Zusammenhalt (Matrix): Umhüllt und bindet die Komponenten, um die Steifigkeit und die Position der Verstärkung beizubehalten.
• Die Verstärkung: Verleiht dem Material seine physikalischen Eigenschaften und sorgt für die nötige Steifigkeit.

Vorteile

Ein großer Vorteil ist die Möglichkeit, verschiedene Arten von Verstärkungsmaterialien in unterschiedlichen Richtungen zu kombinieren. Diese Materialien sind für jede Anwendung maßgeschneidert, sehr leicht und korrodieren nicht so leicht wie Metalle. Sie weisen keine Metallermüdung auf, sind langlebiger als Aluminium und erfordern weniger Wartung.

Sandwich-Verbundwerkstoffe

Diese bestehen aus zwei Schichten harten Materials, die eine innere Strukturschicht schützen. Ein Beispiel ist Sicherheitsglas in Windschutzscheiben von Autos: Im Falle eines Unfalls hält eine Kunststofffolie die Glasscherben zusammen, um die Insassen zu schützen.

Industrielle Revolution

Ursprung und Transformationen

Sie begann im 17. Jahrhundert in Großbritannien und führte zu einem tiefgreifenden wirtschaftlichen und sozialen Wandel in Westeuropa.

Technologische Innovationen

Die wichtigste Innovation war die Dampfmaschine, die den Handel verstärkte und die Produktion verbesserte.

Veränderungen während der Industriellen Revolution

• Landwirtschaft: Einsatz von Maschinen (weniger Personal nötig), Nutzung von Düngemitteln und neuen Techniken; Landflucht in die Städte.
• Wirtschaft: Besserer Handel und steigende Gewinne durch Maschineneinsatz.
• Demographie: Bevölkerungswachstum durch bessere Ernährung und Hygiene; Abwanderung aus Dörfern in große Stadtzentren.

Die Arbeiterbewegung

Arbeiter wurden sich der Notwendigkeit bewusst, sich zu vereinigen, um ihre schlechten Arbeitsbedingungen zu verbessern.

Die drei industriellen Revolutionen

1. Erste Industrielle Revolution: Geprägt durch Kohle, Maschinen, Serienproduktion und den Beginn des Kapitalismus sowie des Proletariats.
2. Zweite Industrielle Revolution: Gekennzeichnet durch die Nutzung von Elektrizität und Öl sowie die Festigung des Kapitalismus.
3. Dritte Industrielle Revolution: Eine wissenschaftlich-technologische Revolution, die bis in unsere Zeit reicht. Sie begann nach dem Zweiten Weltkrieg.