Materiales Cristalinos, Poliméricos Y Cerámicos

Índice

Estructura cristalina de metales............................... 1
Celda Unitaria................................................... 1
Defectos Cristalinos.......................................... 2
Plano Cristalográfico (índices de Miller)........... 3

Materiales Poliméricos............................................. 4
PolímerosNaturales.......................................... 4
Polímeros Sintéticos.......................................... 5
Estructura de la Cadena.................................... 6
Propiedades mecánicas y físicas...................... 6

Materiales Cerámicos............................................... 7
Estructura de materiales cerámicos.................. 7Propiedades de los cerámicos.......................... 8

Resumen................................................................... 9

Conclusión............................................................... 10

Bibliografía................................................................ 12

I.
Estructura cristalina de metales.

Los metales, como todos los elementosquímicos, están formados por átomos. Para muchos propósitos es útil y válido considerar los átomos como esferas rígidas. Así podemos hablar del tamaño de los diferentes elementos refiriéndonos a su radio atómico. Los tamaños de los átomos se miden en unidades de Ångstrom, un Ångstrom es igual a 10-8 cm, es decir, un centímetro “contiene” 100 millones de Ångstroms. Los tamaños relativos de algunosátomos son por ejemplo: Fe (1.24 Å), Ni (1.25 Å), O (0.6 Å), C(0.71 Å), N (0.71 Å), H (0.46 Å). En metalurgia es importante tener siempre presente los tamaños relativos de los componentes de una aleación.

En los materiales en estado líquido, los átomos se encuentran en movimiento aleatorio, no guardan posiciones fijas. Cuando los materiales solidifican, al ser enfriados, el movimiento atómico cesa.En estado sólido los átomos pueden adquirir un ordenamiento definido tridimensional, en tal caso se dice que tienen estructura cristalina. Forman cristales. Algunos materiales no presentan ordenamiento al solidificar, su estructura es desordenada, se dice que son amorfos. Todos los metales forman cristales en estado sólido.
Una red es un conjunto de puntos, conocidos como puntos de red, queestán organizados siguiendo un patrón periódico de forma que el entorno de cada punto en la red es idéntico. Uno o más átomos quedan asociados a cada punto de la red.
La red difiere de un material a otro tanto en tamaño como en forma, dependiendo del tamaño de los átomos y del tipo de enlace entre ellos. La estructura cristalina de un material se refiere al tamaño, la forma y la organizaciónatómica dentro de la red.

Celda unitaria

La celda unitaria es la subdivisión de la red cristalina que sigue conservando las características generales de toda la red. Al apilar celdas unitarias idénticas, se puede construir toda la red.
Los sólidos cristalinos pueden adoptar alguna o algunas de las 14 estructuras posibles. En la figura 3 se muestran estas 14 redes de Bravais. Afortunadamente,salvo escasas excepciones, los metales cristalizan en solo tres estructuras: la estructura cúbica centrada en el cuerpo, la estructura cúbica centrada en las caras y la estructura hexagonal compacta. Por brevedad y comodidad, es común referirse a estas estructuras mediante las siglas bcc, fcc y hcp. Estas siglas provienen de los nombres en ingles “body centered cubic” (bcc), “face centered cubic”(fcc) y “hexagonal close packed” (hcp). Estas estructuras tienen la característica de ser muy compactas, es decir, permiten aprovechar eficientemente el espacio dejando pocos huecos. En las estructuras fcc y hcp, 74% del espacio está ocupado por átomos y el resto, 26%, es espacio vacío. En la estructura bcc esta eficiencia o “factor de empaquetamiento” es de 68%, con 32% de espacio vacío. Las...