Ciencia De Los Materiales

Arreglo atómicos de los materiales

La Ciencia de los Materiales es la disciplina que se encarga de estudiar cómo están
formados los materiales y cuales son sus propiedades. El objetivo de esta disciplina es
proporcionar criterios para buscar y seleccionar los materiales más apropiados para cada
aplicación de ingeniería.
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto.Desde el
comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el
hombre para mejorar su nivel de vida. La producción de nuevos materiales y el procesado
de éstos constituyen una base importante de nuestra economía actual. La búsqueda de
nuevos materiales progresa continuamente, así los ingenieros mecánicos buscan materiales
resistentes a altas temperaturas, deforma que los motores de reacción funcionen más
eficientemente. Los ingenieros eléctricos procuran encontrar nuevos materiales para
conseguir que los dispositivos electrónicos puedan operar a mayores velocidades y
temperaturas.
El estudio de los materiales se abordaría de la forma siguiente:
En primer lugar estaría el estudio de la estructura de los materiales, intentando comprender
cómo estánconstituidos. Tanto la composición como la estructura de un material tienen una
influencia muy importante sobre sus propiedades y su comportamiento.
Los ingenieros y los científicos que estudian y desarrollan materiales deben comprender su
estructura atómica. Veremos que las propiedades de los materiales se pueden controlar y
que, en realidad, se pueden adaptar a las necesidades de determinadaaplicación, mediante
el control de la estructura y su composición.
La estructura de los materiales se puede examinar y describir en cinco niveles diferentes:
Macroestructura
Microestructura
Nanoestructura
Estructura atómica
Arreglos atómicos de corto y largo alcance
Macro estructura
La macro estructura es la estructura del material a nivel macroscópico, donde la escala de
longitud es aproximadamente mayora 1000nm (nanómetros). Entre las propiedades que
constituyen la macro estructura están la porosidad, los recubrimientos superficiales y las
microfisuras internas o externas.
Micro estructura
La micro estructura es la estructura del material a una escala de longitud de
aproximadamente 10 a 1000nm. La escala de longitud es una longitud o intervalo de
dimensiones características dentro de la que sedescriben las propiedades o los fenómenos
que suceden en los materiales. En el caso normal, la micro estructura comprende
propiedades como el tamaño promedio del grano, la distribución de ese tamaño, la
orientación de los granos y otras propiedades relacionadas con los defectos en los
materiales (un grano es una porción del material dentro de la cual el arreglo de los átomos
es casi idéntico).Estructura atómica

También es importante comprender la estructura atómica y la forma en que los enlaces
atómicos producen distintos arreglos atómicos o iónicos en los materiales. La estructura
atómica incluye todos los átomos y sus arreglos, que constituyen los bloques estructurales
de la materia. A partir de estos bloques estructurales emergen todos los nano, micro y
macroniveles de estructura.Las perspectivas obtenidas al comprender la estructura atómica y las configuraciones de
enlace de los átomos y moléculas son esenciales para una buena selección de materiales de
ingeniería, así como para desarrollar nuevos materiales avanzados.

Tipos de arreglo atómico

En los distintos estados de la materia se pueden encontrar cuatro clases de Arreglos atómicos:
•
Sin orden.-En los gasesmonoatómicos como elargón (Ar) o el plasma que se forma en un tubo de luz fluorescente, los átomos o iones no tienen un arreglo ordenado. Estos materiales llenan todo el espacio disponible.
•
Orden de corto alcance.-Cuando el arreglo de los átomos sólo se extiende a la vecindad inmediata. Cada molécula de agua en el vapor tiene un orden de corto alcance debido a los enlaces covalentes entre los átomos...