tecnología de los materiales

Instituto Tecnológico de Acapulco

Carrera: Ingeniería electromecánica

Materia: Tecnología de los materiales

Unidad 1: Estructura cristalina de los materiales

Ing.: Humberto Gallardo Hernández



Acapulco de Juárez, Gro.




1.1.- Estructura y arreglo cristalino y no cristalino.
La distribución atómica en sólidos cristalinos puede describirse mediante una red espacial dondese especifican las posiciones atómicas por medio de una celdilla unidad que se repite y que posee las propiedades del metal correspondiente.
Existen siete sistemas cristalinos basados en la geometría de las longitudes axiales y ángulos interaxiales de la celdilla unidad, con catorce subretículos basados en la distribución interna de ésta.
En los metales las celdillas unidad de las estructurascristalinas más comunes son: cúbica centrada en el cuerpo (bcc), cúbica centrada en las caras ( fcc) y hexagonal compacta (hcp) que es una variación compacta de la estructura hexagonal simple.
En estos sistemas cristalinos, las direcciones se indican por los índices de Miller, enteros positivos o negativos como [uvw], las familias de direcciones se indican por los índices ‹uvw›, los planoscristalinos se indican por los inversos de las intersecciones axiales del plano, con la transformación de las fracciones a los enteros proporcionales, (hkl), la familia de los planos se indican {hkl}.
En los cristales hexagonales los planos cristalográficos se indican como (hkil), estos índices son los recíprocos de las intersecciones del plano sobre los ejes a1, a2, a3 y c de la celdilla unidadhexagonal de la estructura cristalina; las direcciones cristalinas en los cristales hexagonales se indican como [uvtw].
Utilizando el modelo de la esfera rígida para los átomos, se pueden calcular las densidades atómicas volumétricas, planar y lineal en las celdillas unidad. Los planos en los que los átomos están empaquetados tan juntos como es posible se denominan planos compactos. Los factores deempaquetamiento atómico para diferentes estructuras cristalinas pueden determinarse a partir del modelo atómico de esferas rígidas. Algunos metales tienen diferentes estructuras cristalinas a diferentes rangos de presión y temperatura, este fenómeno se denomina alotropía.
Las estructuras cristalinas de sólidos cristalinos pueden determinarse mediante análisis de difracción de rayos X utilizandodifractómetros por el método de muestra en polvo. Los rayos X son difractados por los cristales cuando se cumplen las condiciones de la ley de Bragg 







ORDENAMIENTOS

FIGURA Los niveles del arreglo atómico en los materiales: (a) los gases inertes no tienen un orden regular en sus átomos. (b, c) Algunos materiales, incluyendo el vapor de agua y el vidrio, tienen orden en una distanciamuy corta. (d) Los metales y muchos otros sólidos tienen un orden regular de los átomos que se extiende por todo del material.
Estructura Cristalina: se refiere al tamaño, la forma y la  organización atómica dentro de la red de un material.
Red: Conjunto de puntos, conocidos como puntos de red, que están ordenados de acuerdo a un patrón que se repite en forma idéntica.
Puntos de Red: Puntos queconforman la red cristalina. Lo que rodea a cada punto de red es idéntico en cualquier otra parte del material.
Celda Unitaria: es la subdivisión de la red cristalina que sigue conservando las características generales de toda la red.


Redes espaciales de Bravais:
14 celdas unidad estándar pueden describir todas las unidades reticulares posibles de puntos equivalentes en una redtridimensional. La estructura cristalina se especifica indicando la adecuada malla de Bravais y las posiciones de los átomos en la celda unitaria.
Parámetro de Red: Longitudes de los lados de las celdas unitarias y los ángulos entre estos lados.
Número de Coordinación: el número de átomos que tocan a otro en particular, es decir el número de vecinos más cercanos, indica que tan estrechamente están...