Caracterizaci N De Materiales

CAPITULO 6. CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES

INTRODUCCIÓN . La caracterización de materiales se refiere
a la identificación de un material a partir del estudio de sus
propiedades físicas, químicas, estructurales, etc.

Existen para ello distintas técnicas de caracterización, de
acuerdo al interés que despierte dicho material. Una vez
conocidas las características del material puede establecerse
lanaturaleza del mismo, así como sus posibles aplicaciones.

Las principales técnicas que se utilizan para la caracterización
de los materiales son:

1. Difracción de rayos X.
2. Análisis metalográfico.
3. Espectrometría

1. DIFRACCION DE RAYOS X.
Las estructuras de los materiales se determinan mediante la
técnica de difracción de rayos x.

Difracción. Es la dispersión de las ondas (fotones derayos
x) que se produce cuando encuentran una serie de obstáculos
separados regularmente (planos de átomos).

DIFRACTÓMETRO. Es el equipo utilizado para determinar los
ángulos en los que ocurre la difracción en muestras
pulverizadas (2 ).
La difracción permite:
1.- Determinar las estructuras cristalinas
2.- Determinar parámetros reticulares
3.- Identificar materiales desconocidos

La técnicade difracción sirve para determinar las
distancias interplanares. Los rayos de x con una
longitud de onda conocida inciden sobre una muestra
en forma de polvo. El haz de rayos x se difracta a un
ángulo específico en relación con el haz incidente, de
acuerdo con la ley de Bragg.

Interpretación de datos experimentales de difracción

Si se supone que se tiene un metal de estructura
cristalinacúbica BCC o FCC, los planos principales de
difracción y sus correspondientes valores 2 , dan

Reglas para determinar los planos de difracción (hkl) en los
cristales cúbicos.
Redes
BCC
FCC

Reflexiones presentes

Reflexiones ausentes

(h + k + l) = par
(h, k, l) todos pares o impares

(h + k + l) = impar
(h, k, l) no todos pares ni
impares

Ej: Estructura BCC los planos de difracción principales son{110}, {200}, {211}, etc.
Estructura FCC los planos de difracción principales son
{111}, {200}, {220}, etc.

Reglas para determinar los planos de difracción (hkl) en los
cristales cúbicos.
Redes
BCC
FCC

Reflexiones presentes

Reflexiones ausentes

(h + k + l) = par
(h, k, l) todos pares o impares

(h + k + l) = impar
(h, k, l) no todos pares ni
impares

Ej: Estructura BCC los planos de difracciónprincipales son
{110}, {200}, {211}, etc.
Estructura FCC los planos de difracción principales son
{111}, {200}, {220}, etc.

De los datos de difracción de rayos x, se puede
obtener los valores experimentales de 2 para una
serie de planos principales difrantantes {hkl}.
Puesto que y a son conocidas, se pueden eliminar
dividiendo los dos valores de sen2 de modo que

Para la estructura cristalinaBCC las dos primeras
series de planos principales difractantes son los
planos {110} y {200}. Sustituyendo los índices de
Miller de estos planos en la ecuación
correspondiente se tiene

De este modo, si la estructura cristalina del metal cúbico
desconocido es BCC, el cociente de los valores de sen 2
que corresponden a los dos primeros planos principales de
difracción será 0,5.

Para la estructuracristalina FCC las dos primeras
series de planos principales difrantantes son los
planos {111} y {200}. Sustituyendo los índices de
Miller de estos planos en la ecuación
correspondiente se tiene.

De este modo, si la estructura cristalina del metal
cúbico desconocido es FCC, el cociente de los
valores de sen 2 que corresponden a los dos
primeros planos principales de difracción será 0,75.(111)

(200)

Diagrama de difracción (difractograma) de una muestra de cobre.

Diagrama de difracción (difractograma) de una muestra de polietileno de
alta densidad.

2. ANALISIS METALOGRAFICO

Tiene como objetivo analizar en detalle la micro estructura de
los materiales y relacionarla con sus propiedades y
características, y determinar su posible aplicación tecnológica.
Este análisis consta de...