Celdas unitarias

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Introducción

La Ingeniería de Materiales es una rama de la ingeniería que se dedicado al diseño, fabricación y comportamiento de todo tipo de componentes y estructuras, utilizando tanto materiales tradicionales como de nuevo diseño. Esta ingeniería está muy relacionada con la mecánica y la fabricación. Los objetivos del Ingenierode Materiales son dominar al máximo nivel las técnicas avanzadas de producción y transformación de los materiales y ser capaz de contribuir al desarrollo de materiales nuevos y de nuevos procesos de producción.

Esta rama de la ingeniería estudia las propiedades de los materiales y para comprender estas cualidades de los materiales se debe estudiar los arreglos que presentan los átomos que loscomponen. Los arreglos espaciales de los átomos que conforman a los distintos metales, cerámicos y polímeros pueden ayudar a comprender como se comportan los mismos al ser expuestos a una fuerza externa. En este trabajo se busca profundizar en los distintos tipos de celdas unitarias que presentan los distintos materiales y el cálculo del número de átomos que las componen.Objetivos


Objetivo General

Conocer y comprender las estructuras de las celdas unitarias C.S., B.C.C., F.C.C. y H.C.P. realizando modelos de ellas y comparando los resultados con los cálculos teóricos.

Objetivos Específicos

Verificar mediante el uso de los modelos el número de átomos que posee cada celda.

Conocer y visualizar la estructura atómica de los distintos tipos de celdapara comprender el comportamiento que presentan.

Comprender el concepto de una celda unitaria.










Marco Teórico

Estructura Atómica
La estructura atómica influye en la forma en que los átomos se unen entre sí; esto además nos ayuda a comprender la clasificación de los materiales como metales, cerámicos y polímeros y nos permite llegar a ciertas conclusiones generalesreferentes a propiedades mecánicas y comportamiento físico de estas clases de materiales.
Tipos de Enlaces
a) Enlace metálico: encontrado en los metales, los electrones de valencia se mueven con facilidad, en consecuencia, los metales son dúctiles y tienen alta conductividad eléctrica y térmica.
b) El enlace covalente se encuentra en muchos materiales cerámicos, semiconductores y polímeros.Requiere que los átomos compartan electrones de valencia, los enlaces son fuertes y altamente direccionales, haciendo que estos materiales sean frágiles y tengan baja conductividad eléctrica y térmica.
c) El enlace iónico encontrado en muchos cerámicos se produce cuando un átomo muy electropositivo dona un electrón a otro muy electronegativo generando un anión y un catión que se unenelectrostáticamente. Al igual que los materiales enlazados covalentemente, estos tienden a ser frágiles y malos conductores.
d) Fuerzas de Van der Waals unen principalmente a moléculas que tienen una distribución desigual de cargas o están polarizadas. Son de naturaleza electrostática y se encuentran en polímeros termoplásticos.
La energía de unión está relacionada con la fuerza de los enlaces y es alta enmateriales unidos en forma iónica o covalente. Los materiales con energía de unión alta normalmente tienen:
• Alta temperatura de fusión
• Alto módulo de elasticidad
• Bajo coeficiente de expansión térmica.
Estructura Cristalina

La estructura cristalina es el arreglo interno ordenado de los átomos basado en cristales minúsculos con una forma geométrica determinada. Los cristales se obtienenmediante la repetición ordenada y constante de unidades estructurales. Al romperse estos cristales se pueden obtener caras y planos definidos, lo cual permite categorizar los arreglos.


Celda Unitaria
Se define como celda unitaria, la porción más simple de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una...