Estructuras Cristalinas De Los Materiales

Estructuras Cristalinas de los Materiales

La comprensión de los materiales se logra por medio de modelos.
El modelo aceptado en la actualidad es el siguiente:

Los materiales están formados por:
Los átomos se comportan como si fueran esferas sólidas.
Átomos de diferente naturaleza química se representan por esferas de tamaño diferente.











Los átomos se unen entre sí para formar elmaterial











Dependiendo del material, los átomos tienen dos posibilidades para enlazarse.

1. Los átomos no siguen ningún orden o siguen un orden de corto alcance materiales amorfos.
2. Los átomos siguen un ordenamiento de largo alcance materiales alcalinos.

La estructura cristalina es el concepto que describe la forma como se organizan los átomos en el material.
Laestructura cristalina se determina por difracción de rayos X.




















La mayoría de los materiales sólidos no metálicos con los que uno a diario esta en contacto, encuentra que no hay diferencia característica entre su forma externa y la de casi todos los objetos metálicos. De aquí que resulte bastante sorprendente para la mayoría de la gente saber que los materiales metálicos poseen unaestructura cristalina, mientras que materiales como la madera, plásticos, papel, vidrio y otros no la poseen, éste tipo de materiales tienen un arreglo al azar en sus partículas de manera que logran rigidez a la temperatura ambiente.
Los sólidos se pueden clasificar teniendo en cuenta el arreglo interno de sus partículas, en amorfos y cristalinos.
Se puede decir que un sólido es un material que poseeforma y volumen definidos y que es una sustancia constituida por átomos metálicos, átomos no metálicos, iones ó moléculas.
Muchas de las propiedades de los metales tales como la densidad, dureza, punto de fusión, conductividad eléctrica y calorífica están relacionadas con la estructura cristalina y también con el enlace metálico. Sin embargo, ninguna depende tanto de la estructura cristalina comolas propiedades mecánicas tales como la maleabilidad, ductilidad, resistencia a la tensión, temple y capacidad de hacer aleaciones.
SÓLIDOS AMORFOS 
Son todos aquellos sólidos en los cuales sus partículas constituyentes presentan atracciones lo suficientemente eficaces como para impedir que la sustancia fluya, resultando una estructura rígida y más o menos dura.


SÓLIDOS CRISTALINOS Y REDES DEBRAVAIS
 Los sólidos cristalinos están constituidos por minúsculos cristales individuales cada uno con forma geométrica y poseen la característica de que al romperse producen caras y planos definidos, al igual presentan puntos de fusión definidos. Como ejemplos podemos destacar: el NaCl, la sacarosa, metales y aleaciones, y también algunos cerámicos.
Punto reticular: ión, átomo o molécula
que serepite infinitamente
figura 1
Líneas rectas imaginarias que forman la
Celdilla unidad
figura 2
El patrón se repite en el espacio y
Forma el retículo cristalino
figura 3
 PRINCIPALES ESTRUCTURAS CRISTALINAS METÁLICAS 
La mayoría de los metales elementales (90%) cristalizan en tres estructuras cristalinas densamente empaquetadas: cúbica centrada en las caras FCC, hexagonal compacta HCP y cúbica centradaen el cuerpo BCC debido a que se libera energía a medida que los átomos se aproximan y se enlazan cada vez más estrechamente entre sí. Por lo tanto dichas estructuras densamente empaquetadas se encuentran en disposiciones u ordenamientos de energía cada vez más baja y estable.
Ejemplo
¿ Cuántas celdas unidad hay aproximadamente en el Fe puro BCC si las aristas de la celda estuvieran alineadasarista con arista en 1 mm, si a temperatura ambiente la arista es igual a 0.287 X 10-9 nm ?

Estructura Cristalina Cúbica Centrada en el Cuerpo BCC
En esta celda unidad las esferas sólidas representan los centros donde los átomos están localizados e indican sus posiciones relativas. En esta celda unidad el átomo central esta rodeado de 8 vecinos más cercanos y se dice que tiene por lo tanto un...