Clasificacion De Los Materiales

PRINCIPALES ESTRUCTURAS CRISTALINAS METALICAS
Las mayorías de los cristales puros, cristalizan por solidificación entre esas estructuras cristalinas compactas: Cubicas centrada en el cuerpo (BCC), Cubica centrada en las caras (FCC), y Hexagonal compacta (HCP). La mayoría de los metales cristalizan en estas estructuras empaquetadas porque la energía disminuye a medida que los átomos se acercany se enlazan entre sí. De este modo las estructuras más compactas corresponden ordenamientos de niveles energéticos menores y más estables.
La distancia entre los átomos (distancia interatómica) en las estructuras cristalinas puede ser determinado experimental mente por análisis de difracción de rayos
x4. Por ejemplo, la distancia interatómica entre dos átomos de aluminio en un trozo dealuminio puro a 20° C es de 0.2862 mm. El radio de un átomo de aluminio en el aluminio metal se toma como la mitad de esta distancia interatómica, es decir 0.143mm.

Estructura cristalina cubica centrada en el cuerpo (BCC)
Si los átomos en la celda BCC se consideran esféricos, el factor de En esta celda unidad las esferas sólidas representan los centros donde los átomos están localizados e indicansus posiciones relativas. En esta celda unidad el átomo central está rodeado de 8 vecinos más cercanos y se dice que tiene por lo tanto un número de coordinación de 8. Cada una de estas celdas unidad tiene el equivalente de 2 átomos por celda unidad. Un átomo completo está localizado en el centro de la celda unidad, y un octavo de esfera está localizado en cada vértice de la celda unidad, haciendoel equivalente de otro átomo. De este modo, hay un total de 1 (en el centro) + 8 x 1/8 (en los vértices) = 2 átomos por celda unidad.
Los átomos en este tipo de celdas contactan entre sí a través de la diagonal del cubo, y la relación entre la longitud de la cara del cubo ha y el radio atómico R es:

Empaquetamiento atómico (APF) puede hallarse empleando la siguiente expresión:

El APF deesta celda es 0.68, es decir, el 68% del volumen de la celda está ocupado por átomos y el 32% restante en espacio vacío. El cristal BCC no es una estructura totalmente compacta, ya que los átomos aún podrían situarse más juntos. Muchos metales como el Cromo, Hierro, Wolframio, Molibdeno y Vanadio tienen estructura cristalina BCC.

Estructura cristalina cubica centrada en las caras (FCC)
 En estacelda hay un punto reticular en cada vértice del cubo y otro en el centro de cada cara del cubo. El modelo de esferas sólidas indica que los átomos de esta estructura están unidos del modo más compacto posible. El APF de esta estructura de empaquetamiento compacto es 0.74.
Esta celda tiene el equivalente a cuatro átomos por celda unidad. Un octavo de átomo en cada vértice (8 x 1/8=1) y seis mediosátomos en el medio (1/2 x 6= 3).
Los átomos en la celda FCC contactan entre sí a lo largo de la diagonal de la cara del cubo, de tal forma que la relación entre la longitud de la cara del cubo y el radio atómico es:

Metales como el Aluminio, el Cobre, el Plomo, el Níquel y el Hierro a temperaturas elevadas (912 a 1394°C) cristalizan según la estructura FCC.

Estructura cristalina hexagonalcompacta (HCP)
Los metales no cristalizan en la estructura hexagonal sencilla porque el APF es demasiado bajo. El APF es 0.74 ya que los átomos están empaquetados de un modo lo más cercano posible. Cada átomo está rodeado de otros 12 átomos y por tanto su número de coordinación es 12.
La celda HCP posee 6 átomos, tres forman un triángulo en la capa intermedia, existen 6*1/6 secciones de átomoslocalizados en las capas de arriba y de abajo, haciendo un equivalente a 2 átomos más, finalmente existen 2 mitades de átomo en el centro de ambas capas superior e inferior, haciendo el equivalente de un átomo más.
La relación c/a de una estructura cristalina HCP ideal es de 1.633 que indica esferas uniformes tan próximas como sea posible. Los metales Cinc, Cadmio poseen una relación c/a más...