Tema 1. Propiedades

Para comprender las “propiedades”, o sea, las características observables, de los materiales técnicos, es necesario comprender su estructura a escala atómica y/o molecular
La estructura física de los materiales de ingeniería depende de la disposición de los átomos, iones o moléculas que constituyen el solido y de las fuerzas de enlace entre ellos (también los defectosinternos que contienen)
Enlace iónico: Es el resultado de la transferencia de electrones de un átomo a otro. Ocurre entre un Metal (entrega iones) y un No Metal (acepta iones). Es no direccional (atrae por igual en todas direcciones). Ejemplo: NaCl (Cloruro de Sodio)
Enlace covalente: Es altamente direccional, la denominación covalente procede de la compartición de los electrones devalencia entre átomos adyacentes, Ocurre entre átomos de no metales (Elevada electronegatividad). Enlaces fuertes. Ejemplo: C2H4 (etileno)
Enlace metálico: Existe una distribución compartida de electrones y es no direccional. Ocurre entre elementos con electronegatividades bajas (metales).
Enlace secundario o de Van Der Waals: Ocurre sin transferencia o compartición de electrones.Mecanismo del enlace: atracción de cargas opuestas. Es similar al enlace iónico.
Los materiales solidos se dividen, en función de la disposición mutua de los átomos en:
Amorfos: los átomos están dispuestos en el espacio de manera irregular o caótica. Ej.: vidrios
Cristalino: los átomos (iones y/o moléculas) se hallan en el espacio en un orden estrictamente definido, formando unaestructura cristalina
Estructura Cristalina
La principal característica de la estructura cristalina es que es regular y repetitiva. Puede describirse como un modelo formado a base de repetir varias unidades estructurales.
Se escoge la estructura mas sencilla como unidad estructural representativa, denominada celda unidad. La longitud de las aristas de la celda unidad y los ángulos entre losejes cristalográficos se denominan constantes de red o parámetros de red.
La estructura completa del material se forma mediante agrupamientos repetidos de estas celdas.
El tipo de retículo cristalográfico determina muchas de las propiedades físicas y químicas de un material como ser la conductividad, solubilidad, resistencia mecánica, coeficiente de dilatación, etc.
La ventaja de describir lasestructuras mediante celdas unidad reside en que es posible reducirlas a un pequeño número de geometrías básicas debido a que solo existen siete sistemas cristalinos:
Redes de Bravais:Estas redes son esqueletos sobre los cuales se construyen las estructuras cristalinas situando átomos en los puntos reticulares o cerca de ellos. Estas celdas se construyen a partir de los 7 poliedrosanteriores, pero asociándoles una serie de puntos (nudos) que no sólo están situados en los vértices, sino también en el centro del mismo, o en el centro de sus caras.
Defectos Puntuales: Son discontinuidades de la red que involucran uno o quizá varios átomos. Pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los átomos al ganar energía porcalentamiento; durante el procesamiento del material; la introducción de impurezas o intencionalmente a través de las aleaciones.
Vacancia: es una posición atómica desocupada en la estructura cristalina.
Intersticial: Se forma cuando se inserta un átomo adicional en una posición normalmente desocupada dentro de la estructura cristalina.
Sustitucional: Se crea cuando se remplaza unátomo por otro de un tipo distinto.
Defecto de Frenkel: (intersticio-vacancia) formado cuando un ion salta de un punto normal de la red a un sitio intersticial, dejando detrás una vacancia.
Defecto de Schottky: es un par de vacancias en un material de enlace iónico. Deben faltar tanto un anión como un catión para mantener la neutralidad de carga en la estructura...