Estructura, arreglos y movimiento de los átomos

Resumen
La estructura de los materiales se puede comprender en varios niveles: estructura atómica, arreglos atómicos de y corto alcances, nano estructura, microestructura y microestructura. Los ingenieros que se ocupan de las aplicaciones prácticas deben comprender la estructura a niveles tanto micro como macro. Como los átomos y los arreglos atómicos constituyen los bloques de construcción delos materiales avanzados, se necesita comprender la estructura a nivel atómico. Hay muchos dispositivos novedosos que están apareciendo, basados en sistemas microelectromecánicos y en la nanotecnología. En consecuencia, también es muy importante, para algunas aplicaciones, comprender las estructuras de los materiales a una nano escala.
La estructura electrónica del átomo, que se describe como unconjunto d cuatro números cuánticos, ayuda a determinar la naturaleza del enlazamiento atómico, en consecuencia, las propiedades físicas y mecánicas de los materiales.
Un enlace metálico se forma como resultado de que los átomos de elemento con baja electronegatividad ceden sus electrones de valencia, lo que resulta en la formación de un “mar” de electrones. Son muy buenos conductores de calor yelectricidad y reflejan la luz visible
Un enlace covalente se forma entre dos átomos cuando uno cede el electrón que se necesita en la formación del enlace. Los enlaces covalentes se encuentran en muchos materiales poliméricos y cerámicos. Estos enlaces son fuertes; la mayoría de los materiales son inorgánicos con enlaces covalentes tienen altos niveles de resistencia, dureza y su ductilidad eslimitada
El enlace iónico que se encuentra en muchos cerámicos se produce cuando un átomo electropositivo ”cede” un electrón a un átomo electronegativo, creando cationes creando cationes con carga positiva y aniones con carga negativa, estos materiales tienden a ser mecánicamente fuertes y duros, pero frágiles, sus puntos de fusión son altos

Los materiales amorfos se forman siempre que lacinética del proceso de fabricación del material no permite que los átomos o los iones ocupen las posiciones de equilibrio. Con frecuencia estos materiales poseen propiedades muy novedosas y extraordinarias
Los arreglos atómicos o iónicos de os materiales cristalinos se describen con siete sistemas cristalinos generales, que comprenden 14 redes específicas de bravías. Entre los más conocidos seencuentran las redes cubicas simples, cubica centrada en el cuerpo, cubica centrada en la cara, y hexagonal
Una estructura cristalina se caracteriza por los patrones de red de la celda unitaria, que es la subdivisión más pequeña de la estructura cristalina que sigue describiendo la estructura general de la red
Los sitios o huecos intersticiales entre los átomos normales en una estructura cristalina sepueden llenar con otros átomos o iones. Los átomos o iones que están en los sitios intersticiales representan un papel importante en el reforzamiento de los materiales, en la afectación de sus propiedades físicas y en el control de sus procesamientos
Las imperfecciones o defectos en una materia cristalino son de tres tipos generales: defectos puntuales, defectos lineales o dislocaciones odefectos superficiales.
La cantidad de vacancias depende de la temperatura del material, los átomos intersticiales (ubicados en sitios intersticiales entre los átomos normales) y los átomos sustituciones (que remplazan a los átomos anfitriones en los puntos de red) se introducen con frecuencia en forma deliberada y, normalmente, los cambios de temperatura no la afecta.
Las dislocaciones se mueven enun sistema de deslizamiento formado por un plano de deslizamiento y una dirección de deslizamiento. La dirección de deslizamiento, o vector de Burger, suele ser de empaquetamiento compacto. El plano de deslizamiento también es, normalmente, de empacamiento compacto, o de empaquetamiento casi compacto.
El endurecimiento por deformación se obtiene al aumentar la cantidad de dislocaciones; el...