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CONTROL Nº 1
ME-32A, Ciencia de los Materiales, Prof. Aquiles Sepúlveda
05/SEPT/2001, Tiempo: 90 min.

Pregunta 1
NO
Explique qué entiende por:
a) Materiales compuestos
b) Materiales poliméricos

Pregunta 2
Indique los tipos de enlaces presentes en los siguientes materiales: cobre, hielo y diamante. Sobre la base de los anterior, discuta comparativamente las temperaturas de fusión deestos materiales; ídem para la conductividad eléctrica.

Pregunta 3
Complete la siguiente tabla.
Cristal
Red de Bravais
Base
Polonio; cristal C.
C
Po (0 0 0)
Fe gamma, Cobre; cristal CCC.


CsCl; cristal tipo CsCl.


Carbono diamante; cristal tipo diamante.


Cd, Zn; cristal HC.



Pregunta 4
Relacione la estructura electrónica de los átomos participantes con laestructura cristalina de los siguientes materiales cristalinos:
Aluminio (cristal ccc)
NaCl
Carbono Diamante
Datos: C(Z=6), Na (Z=11), Cl (17) y Al (Z= 13).

Pregunta 5
Considere el modelo de esferas duras para cristales metálicos y átomos de radio R, siendo R es un dato.
a. Calcule el porcentaje de cambio de volumen asociado a la transformación al estado sólido desde una estructura cristalinaCC a una CCC. Esto es, de cristal cúbico de cuerpo centrado a cristal cúbico de caras centradas.
b. Establezca el porcentaje de cambio de volumen asociado a la transformación de estructura cristalina CCC a HC. La nomenclatura HC corresponde a un cristal hexagonal compacto. (Ojo, aquí no necesariamente tiene que calcular). Justifique su respuesta.
c. Determine la densidad bidimensional 2D[átomos/ R2] correspondiente a los planos achurados de las estructuras cristalinas que se especifican.

OTROS EJEMPLOS
El Fe es un metal que, bajo condiciones de equilibrio presenta distintas estructuras cristalinas en función de la temperatura. En particular, al ser calentado y pasar la temperatura de 912 ºC, el Fe experimenta un cambio alotrópico desde Fe alfa (CC) a Fe gamma (CCC). Por lo demás,esta es una transformación de fase muy importante en los aceros, una familia de aleaciones de ingeniería basada en el Fe.

Suponiendo que el radio atómico R del átomo de Fe no cambia, calcule el porcentaje de cambio de volumen asociado a la referida transformación por calentamiento. Estado inicial: Fe alfa, estado final Fe gamma. (Cuide que este cálculo se haga a número de átomos constante o deuna manera en que el número de átomos no afecte el resultado). Explicite si se trata de una dilatación o de una contracción.


Otra pregunta
Considere un cristal cúbico centrado en las caras (CCC), formado por átomos esféricos de radio R, y los planos cristalográficos normales a las siguientes direcciones: [100], [110] y [111].
Determine los índices de Miller de tales planos y calcule,empleando esos índices, las respectivas distancias interplanares, d. Exprese su resultado en términos del dato R.
A partir de la celda cristalina, calcule la distancia interplanar d correspondiente a dichos planos. Además, para cada uno de tales planos calcule la densidad bidimensional 2D expresada como [átomos/ R2].
Finalmente, empleando el par de respuestas (densidad y distancia) correspondiente acualquiera de los tres planos, calcule la densidad 3D de este cristal CCC, 3D [átomos/ R3]. Para ello emplee la relación 3D = 2D / d, donde 2D y d son los datos para un mismo plano cristalográfico cualquiera del cristal.



CONTROL Nº 1
CIENCIA DE LOS MATERIALES, ME-32A, semestre 2002-1
TIEMPO: 90 MIN, Jueves 25 de abril, 2002
Prof. A. Sepúlveda

Para responder, use sólo las hojasque se le proporcionan.
No usar, ni tener a mano, calculadora.

PREGUNTA 1
a. ¿Qué son los Materiales? Defina Ciencia de Materiales e Ingeniería de Materiales.
b. Describa algún reemplazo en el uso de materiales que usted haya observado en los últimos 10 años.
c. Interprete el sentido físico de la función ”2 dV”, en el contexto de la teoría moderna de los orbitales atómicos. ¿Cómo puede...