0ciencia Y Tecnologia Dels 2

Ciència y tecnologia dels Materials.
Les propietats d’un material depenen:
1. microestructura del material
2. El seu comportament (el del material)
3. La manera de tractar-lo

1.

LA MICROESTRUCTURA DELS MATERIALS
a. Estructura electrònica
-

Àtoms
 Nombre atòmic (z) Protons (únic, defineix l’element)
 Nombre màssic(A) z + neutrons (defineix els isòtops)

-

Model Atòmic de Bohr

-

S(2),p(6), d(10), r(14), g(18)

-

*Els electrons poden saltar d’orbitals.

Nombre
d’avogadro
6’023x 1023

-

-

-

Energia d’enllaç

L’energia d’enllaç es la suma de dos elements.
Eo) Dos elements tenen un punt estable
1)+ energia + energía d’enllaç
2) augmenta l’energia (repulsió d’enllaç)
3) suma de les dues corbes...

-

Tipus d’enllaç
IONIC

Tipus d’elements

COVALENT

METALIC

SECUNDARIS
fvdW

Pnt.H

Gasos estables

Tenen H

Metall + no
metall

Similars

Metalls

NO

SI(dipols)

NO

Atracció entre dipols

Ordre?

SI (octet)

SI (tetràedre)

No

SI

Unió, temp fus.

Elevada

Molt elevada

deformables

Fàcils de trencar

NO

NO

SI

Es cedeixen
electrons

Es comparteixen
electrons

Circulen
lliurament per el
mar d’electrons

CERAMIC

CERAMICS

METALLS

Direccional(+-)

Conductors

TIPO

-Classificació del materials segons l’enllaç

IONIC CERAMIC
COVALENT CERAMICS
COVALENT + SECUNDARI POLIMERS
SECUNDARIS SOLIDS MOLECULARS
METALIC METALLS
COVALENT+METALL SEMICONDUCTORS

-

ESTRUCTURES:



Estructura amorfa Vidre(sense ordre)
Estructura cristal·lina
 forma repetitiva, infinitament, apareix al solidificar-se

S’0riginen dels dipols



SISTEMES CRISTALINS:

CUBIC

A=B=C90

Cel·la quadrada

TETRAGONAL

A=B≠C

90

OCTOROMBIC

A≠B≠C

==90

Cel·la
rectangular (base
quadrada)
Cel·la
rectangular

HEXAGONAL

A=B≠C

90
120

Cel·la hexagonal

TRIGONAL
(rombodièdrica)

A=B=C

=90
≠ 90

Cel·la
paralepipeda

MONOCLINIC

A≠B≠C

90
≠90

Cel·la
quadrilàter

TRICLINIC

ABC

≠≠≠90

Cel·la
Rectangular

- XARXES DE BRAVAIS
Disposició del àtoms dins de lacèl·lula:
XARXES DE BRAVAIS
SIMPLES
CUB

Volum
Àtoms dins del
cub
Percentatge
Ordre

1=8/8

CARES

(BCC)
64𝑅3

(FCC)
16𝑅3 √2

3√3
2=1+8/8

4=6/2+8/8

68%

HEXAGONAL

Volum
Àtoms dins de la
cel·la
Percentatge
Ordre

COS

HCP
6a2c
5+2/2=6
74%
ABAB

74%
BACBAC

-

NOMBRE DE COORDINACIÓ
 Un àtom quants àtoms toca.
 +gran el radi+ nombre de coordinació

-

DIRECCIONS I PLANS CRISTALOGRAFICS
 [ , , ]direccions
 ( , , ) plans

-

POLIMORFIMES Y AL·LOTROPIA
 Policristalls un mateix metall amb varies ordenacions, perquè al solidificar-se s’inicia
des de diferents punt creant varies ordenacions que s'uneixen per els límits de grans.
 Ex: Grafit (C) hexagonal
Diamant (C) cúbica

-

IMPERFECCIONS EN L’ESTRUCTURA
 PUNTUALS





−𝑄

−𝐸

VACANT falta un àtom 𝑛𝑣 = 𝑛 𝑇 · 𝑒 𝑅𝑇 (mols) o 𝑛𝑣 = 𝑛𝑇 · 𝑒 𝑘𝑏𝑇 (molecules)
AUTOINTERSTICIAL sobre un àtom al mig de la xarxa
SUBSTITUCIONAL canvi o substitució d’un àtom de la mateixa mida
PURESA INTERSTICIAL un àtom mes petit

(a vegades aquestes impureses son positives perquè li donen flexibilitat
o mes duresa, com el Fe que se li fica Coure, o al Coure q si li fica
Níquel.)
-regles Hume-Ruthery x combinar materials:
- Radis similars
- Estructuressemblants
- Electronegativitat similar per mantenir l’enllaç metàl·lic
(o iònic)
- Valències iguals)
 LINEALS DISLOCACIONS
 FALCA aresta s’acaba a mitja línia
 HELICOIDAL En comptes de surtir un atom en surten dos. Per solucionar-ho hi
haurà que afegir molta força, per tant això fa que el material sigui mes dur per
trencar, i que sigui mes fàcil deformar.



INTERECCIONS ENTREDISLOCACIONS dos dislocacions poden arribar a
unir-se i eliminar les imperfeccions. Creant dipols elàstics,(tensió - comprensió)
per tant tendeixen a eliminar-ne si son de diferent signes y a repulsar-se si son del
mateix.

 SUPERFICIE
 EXTERNA els àtoms externs tenen menys pressió o atracció
 FRONTERA DE GRA O DE SUBGRA límit entre canvis d’estructures, al afegir
dislocacions acaben...