Micro Cristales

MICROESTRUCTURA Y CRISTALIZACION DE LOS METALES

La particularidad fundamental de la constitución de los metales es la distribución perfectamente organizada de sus átomos, característica de todos los cuerpos cristalinos.
La estructura cristalina es la causa a la cual deben los metales una serie de sus propiedades, ausentes en los cuerpos amorfos.
En un metal siempre se puede destacar unconjunto mínimo de átomos (cristal elemental), cuya distribución en el espacio es semejante y se repite reiteradas veces. El enlace de tales conjuntos de átomos forma la red cristalina o cristal, constituida por cristales elementales.
La mayoría de los metales tienen cristales elementales como:
cúbico espacial centrado (figura A),
cúbico centrado en las caras (figura B)
hexagonal compacto(figura C).

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Los metales mas densos, que contienen la máxima cantidad de átomos en un mismo volumen, esto es, tienen distancias ínter-atómicas menores, son los que tienen cristales elementales cúbicos centrados en las caras y hexagonales compactos.

Tienen una red espacial cúbica centrada:
* Hierro (por debajo de 910 oC)
* Cromo
* Volframio
* Molibdeno
*Tantalio
* Niobio

Red cúbica centrada en las caras:
* Hierro (por encima de 910 oC)
* Cobre
* Níquel

Red hexagonal compacta:
* Zinc
* Magnesio
* Otros

Proceso de cristalización.
En los metales y aleaciones líquidas, calentados considerablemente por encima de su punto de fusión, los átomos se agrupan a azar, de modo irregular y son portadores de elevadaenergía y movimiento. A medida que el líquido se enfría y se acerca al punto de solidificación, la energía de algunos átomos puede haber disminuido y con ello su movilidad dentro de la masa, de tal forma que pueden ocupar, respecto a los otros, una posición mas orientada, lo que se asemeja a su disposición en el metal sólido.
Una vez alcanzada la temperatura de solidificación, estos grupos aislados deátomos pueden haber quedado ya orientados y enlazados como el cristal elemental, adquiriendo una estructura rígida de orientación los unos respecto a los otros. Los átomos vecinos pueden, una vez perdida la energía térmica necesaria, irse agregando al cristal elemental formado, formando nuevos cristales elementales unidos y comenzar dentro de la masa líquida a formar redes cristalinas encrecimiento. Estos cristales en crecimiento, cuando alcanzan cierto tamaño se convierten en núcleos de cristalización, y a su alrededor comienza a tejerse la red cristalina, a medida que mas y mas átomos van perdiendo energía con el enfriamiento.
Como la formación de los núcleos de cristalización puede comenzar indistintamente en cualquier parte de la masa líquida, los cristales pueden comenzar a crecer enmúltiples lugares simultáneamente.
En el proceso de cristalización, mientras que el líquido circunde al cristal ya formado y creciente, este va manteniendo una forma relativamente correcta, los átomos vecinos se van enlazando en la posición adecuada y la red cristalina se incrementa manteniendo su geometría. Sin embargo debido a que la transferencia de calor del material fundido puede serdiferente en diferentes direcciones; por ejemplo, mayor hacia las paredes de molde o recipiente, la red cristalina pueden ir creciendo en unas direcciónes mas que en otras por lo que los cristales van adquiriendo una forma alargada y se constituyen en los llamados ejes de cristalización.
A partir de los primeros ejes, en direcciones perpendiculares tiene lugar el crecimiento de nuevos ejes. A partirde estos nuevos ejes, también en direcciones perpendiculares, crecen otros ejes, que por su parte dan lugar a otros etc. Las ramas formadas van creciendo en dirección de su engrosamiento y multiplicación progresivos, lo que conduce a la interpenetración y formación del cuerpo sólido.
Este tipo de cristalización, que recuerda a un cuerpo ramificado, se conoce como dendrítico, y el cristal...