Cristalización de Metales
Julio Alberto Aguilar Schafer
Modelo del estado
líquido
los metales
Modelo del paso del estado líquido al estado sólido de los metales
Equilibrio líquido-vapor
Presión de vapor
Moléculas en estado vapor
Moléculas que pasan a vapor (se vaporizan)
Moléculas que pasan al líquido (se condensan)
Propiedades de los líquidos
Comparación molecular entresólidos y líquidos
Enfriar o
comprimir
Calentar
o reducir
presión
GASES
-Desorden total
-Partículas tienen completa
libertad de movimiento.
-Partículas tienden a estar
alejadas entre si
- Forma y volumen
indeterminado.
Enfriar
Calentar
LÍQUIDOS
-Menor desorden
-Partículas tienen
movimiento relativo entre si
-Partículas tienen mayor
cohesión (juntas)
- Forma determinadaal
recipiente que los contiene
SÓLIDOS
-Orden
-Partículas fijas en una
posición determinada.
-Partículas unidas entre si
- Forma y volumen
determinado
Difracción de rayos X
Patrón de difracción según orden
de la materia
Difracción de rayos X
Interacción de rayos X con un grupo de
átomo ordenado
CARACTERÍSTICAS
METALES
DERIVADAS DEL ENLACE METÁLICO
1. CONDUCCIÓNTÉRMICA Y
ELÉCTRICA ELEVADA
2. RESISTENCIA MECÁNICA ALTA
3. GRAN PLASTICIDAD, DUCTILIDAD Y
TENACIDAD
4. MALEABILIDAD ELEVADA
5. CARÁCTER RECICLABLE
ESTRUCTURA INTERNA
DE LOS METALES
• REDES TRIDIMENSIONALES: ESTADO
CRISTALINO
• ENLACE METÁLICO:
1. FORMACIÓN DE UNA NUBE
ELECTRÓNICA
2. PERTENENCIA INCONCRETA DE LOS eA LOS ÁTOMOS
3. GRAN MOVILIDAD ELECTRÓNICA
4. ESTO JUSTIFICA LA ELEVADACONDUCTIVIDAD METÁLICA.
ENLACE METÁLICO
ESTADO CRISTALIN0: redes
tridimensionales compactas con máximo
aprovechamiento espacial.
MISMA VECINDAD:
distancia permanente entre puntos
CELDA UNIDAD: ejes y
ángulos cristalográfico
ESTRUCTURA CRISTALINA
• REDES CRISTALINAS SIMPLES:
– Representan todas las posibles redes
puntuales de átomos situados en vértices.
– Sus celdasunidad son ‘CELDAS
PRIMITIVAS’
REDES CRISTALINAS DE
BRAVAIS: 14 celdas unidad
CARACTERÍSTICAS:
• Redes puntuales más complejas
• Cumplen la propiedad de misma vecindad.
• Sus celdas unidad:‘CELDAS NO PRIMITIVAS’
• La posición atómica en ‘no vértice’ da lugar:
• Redes SENCILLAS
• Redes CENTRADAS EN EL CUERPO
• Redes CENTRADAS EN LAS CARAS.
• Redes CENTRADAS EN LA BASE.
REDES DEBRAVAIS
Sistemas cristalinos y redes de
Bravais
SISTEMAS DE
CRISTALIZACIÓN DE LOS
METALES
REDES CRISTALINAS METÁLICAS
LOS METALES CRISTALIZAN EN LAS
SIGUIENTES ESTRUCTURAS:
•RELACIONADO CON EL ESTADO DE MÍNIMA ENERGÍA
•HIPÓTESIS DE LAS ESFERAS RÍGIDAS
Las celdas unitarias no actúan de forma
independiente, cada átomo en cada arista es
compartido por el átomo de las aristas decada
celdas unitarias adyacente.
1/8x8=1
Cubico centrado
en el cuerpo
Cubico centrado
en las caras
Exagonal
compacto
Arriba, estructura cúbica centrada en el cuerpo.
Abajo, estructura cúbica-primitiva.
Red cúbica centrada (BCC)
Nº de átomos: 2
Propiedades:
materiales
resistentes a
la deformación
Feα, Ti, W, Mo, Nb,
Ta, K, Na, V, Cr, Zr
F. empaq: 0,68
Cúbicocentrado en el cuerpo
Red cúbica centrada en caras
(FCC)
Nº de átomos: 4
Propiedades: se
deforman mejor
que BCC
Feγ, Cu, Al, Au,
Ag, Pb, Ni, Pt
F. empaq: 0,74
Red hexagonal compacta (HC)
Nº de átomos: 6
Propiedades: poco
deformables
Ti, Mg, Zn, Be, Co,
Zr, Cd
F. empaq: 0,74
Ordenamiento de planos de átomos iguales
durante la solidificación de metales puros
Vistasuperior
Vista lateral
Vista superior de átomos en metales puros
Tabla periódica de los elementos químicos
Estructuras de los metales
Curva de distancia entre átomos en estructuras cristalinas
FCC
BCC
HCP
Planos de deslizamiento
12
48
Ejemplo de una estructura cristalina
• Ordenamiento regular de átomos
-10
• Distancia atomica 2X10
• Significa...
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