Ciencia de los materiales

Solidificación de metales
* Solidificación es una transformación de fase ( líquido a sólido)
* Generalmente los metales, polímeros y vidrio se forman por solidificación del material fundido
* La mayoría de los metales se funden para darles un acabado o semiacabado
Crecimiento de granos
1.- Formación de núcleos estables en el fundido (nucleación)
2.- Crecimiento del núcleo hastadar origen a cristales
3.- La formación de granos y estructura granular
El aspecto de cada grano después de la solidificación del metal depende del gradiente térmico.
Son equiaxiales si su crecimiento ha sido igual en todas las direcciones (gracias a un enfriamiento lento y controlado)
Los dos mecanismos principales que acontecen la nucleación son:
Homogénea: Caso más simple de nucleación. Seda en el líquido fundido cuando el metal proporciona por sí mismo los átomos para formar los núcleos
Heterogénea: Sucede en un líquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, impurezas insolubles u otros materiales estructurales.

Estructuras granulares
Las más finas, que en general tienen propiedades mecánicas superiores, resultan de velocidades de solidificación más altas, estose da normalmente en las superficies del molde y en las secciones más delgadas.
Sistema de un componente
Para una sustancia pura es común determinar experimentalmente un diagrama temperatura vs presión, llamado diagrama de fase.
Este diagrama predice la fase que estará en equilibrio termodinámico bajo una determinada combinación de valores, pero no indica la velocidad de los cambios.
Sistema dedos componentes
Se agrega un nuevo parámetro que es la concentración relativa, lo que indica que el diagrama debería de estar en tres dimensiones, pero se toma la presión constante a una atmósfera.
3 Casos de formación de aleaciones
* Solubilidad total : Solubles en estado líquido y sólido, se forman cristales mixtos
* Insolubilidad total : Solubles en líquido pero insolubles en sólido,no solidifican a temperatura constante
* Solubilidad parcial: Solubles en estado líquido pero parcialmente solubles en estado sólido, tendrán un límite de saturación.
Solidificación de Monocristales
Los sólidos tienen estructura granular formada por granos separados, cada grano contiene átomos orientados según una dirección del espacio.
Cada frontera de grano es una zona desordenada. Losmonocristales son materiales perfectos, sin defectos
* Un monocristal es anisotrópico (tiene diferentes características en diferentes direcciones)
Una forma de modificar favorablemente la estructura de grano de un policristal metálico es a través de los procesos de deformación plástica en caliente.
* Laminación
* Extrusión
Dentritas: Formación de granos, crecimiento de los granos.IMPERFECCIONES CRISTALINAS
Mediante el control de imperfecciones, creamos materiales y aleaciones más resistentes, imanes más poderosos, etc.
3 tipos de imperfecciones:
* Defectos puntuales
* Defectos lineales
* Defectos de superficie
Las imperfecciones sólo presentan defectos en relación con el arreglo atómico perfecto y no con el material mismo. Pueden ser agregadosintencionalmente.
Teoría cristalina
3 postulados:
* Postulado reticular; el cristal es un medio periódico infinito definido por una de las 14 redes de Bravais
* Postulado estructural; el cristal posee una estructura atómica y la simetría de esta corresponde a uno de los 230 grupos espaciales (32 clases de simetría + 14 redes de Bravais)
* Postulado energético; los átomos de una estructuracristalina ocupan posiciones de equilibrio donde la energía es mínima.
La teoría cristalina proporciona una idea del cristal donde el orden existe, manda en todo momento.
* Sólo puede existir un número finito de imperfecciones en el cristal, de lo contrario dejaría de ser cristalino.
Tipos de imperfecciones
* Relativas a su extensión, un cristal real está limitado en el espacio por caras,...