Grano cristalino

Antonio Garca Vaamonde El grano cristalino hace referencia a la estructura cristalina de los materiales y por tanto a un nivel microscpico. Los cristales se forman como consecuencia del proceso de enfriamiento de la masa lquida de los metales. Este proceso se puede dividir en dos etapas una primera etapa sera la de nucleacin y la segunda, la etapa de cristalizacin o de crecimiento. La primeraetapa comienza con la aparicin de un primer germen o ncleo que acta como creador del cristal durante el proceso de cristalizacin. Es necesario que presente un nmero determinado de tomos (25-100), la cifra vara en funcin de la temperatura ya que a altas temperaturas se necesitan ms tomos para consolidar el ncleo, al cual se van aadiendo nuevos tomos y as se produce el crecimiento progresivo. Haygrmenes que se redisuelven, otros pueden ir a la superficie o al fondo dependiendo de la densidad y otros permanecen estables pero se puede decir que existe equilibrio dinmico en relacin a los grmenes que existen en la masa lquida. El nmero de ncleos por unidad de tiempo y unidad de volumen es lo que se conoce como velocidad de nucleacin. Cada ncleo suele tener una orientacin de crecimientoaleatoria salvo que las causas de provocacin del germen incidan en una direccin preferente de crecimiento como puede ser la existencia de un gradiente trmico. Se puede hablar de dos tipos de nucleacin la homognea y la heterognea. La primera se produce cuando todos los grmenes que se forman lo hacen a partir de los tomos del material en estado lquido. En la heterognea la formacin de grmenes se vefavorecida por la presencia de tomos extraos, normalmente aadidos intencionadamente actuando sobre la velocidad de nucleacin y seleccionando un tamao de grano determinado. El tipo de nucleacin condiciona la facilidad de la nucleacin y su consolidacin. En la homognea para consolidar los ncleos es necesario someterlo a un subenfriamiento que consiste en enfriar de manera rpida por debajo de la temperaturade solidificacin del material para consolidar los ncleos. En el caso de la heterognea tambin se d el subenfriamiento pero el grado del mismo es menor que el caso anterior. En la segunda etapa, la de cristalizacin, al ir disminuyndose progresivamente la temperatura la cristalizacin avanza paulatinamente aumentando el tamao de grano, ms aumentar el tamao cuanto ms lento sea este enfriamiento. Estaetapa viene caracterizada por la velocidad de crecimiento que representa el aumento de peso del cristal por unidad de tiempo. Mientras exista fase lquida pueden producirse fenmenos de desplazamiento de los cristales es decir, si los cristales son menos densos que la fase lquida flotarn y habr mayor nmero de ellos en la superficie mientras que si la densidad de los cristales es mayor que la de lafase lquida los cristales se hundirn y habr por tanto mayor nmero de ellos en el fondo. En cuanto al crecimiento de los cristales pueden darse situaciones lmite Todos los grmenes se desarrollan creciendo de forma idntica en las tres direcciones del espacio, tendiendo a presentar una forma regular, acoplndose perfectamente. Se dice que la forma perfecta de un cristal sera un volumen que dieselugar a un crecimiento por igual en las tres direcciones del espacio, originndose un cristal con forma de octaedro de vrtices truncados, esta forma sera capaz de llenar todo el espacio. Los cristales tienen una nica direccin de crecimiento, el cristal se desarrolla de forma acicular. Pero lo que realmente suele suceder es que los cristales no crecen por igual en las tres direcciones del espacio,tienen una direccin predilecta que no tiene porqu coincidir con la de otros cristales, dando lugar a una estructura que se conoce como dentrtica. Esta estructura se caracteriza porque las zonas de unin de los cristales tienen formas muy variopintas. Esto es debido a que los cristales estn orientados al azar siendo muy difcil que compactaran para llenar el volumen. El crecimiento termina cuando se...