Cuasicristales

I.U.T Dr. “Federico Rivero Palacio”

Tecnología de Materiales

Cátedra: Ccs de los Materiales

1º Año “B”

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Integrantes:

Dayana Mogollón C.I 21.118.269

Lisbeth Perdomo C.I 20.413.013

Ana Pinto C.I 20.410.403

Jenifer Villamizar C.I 18.221.934

Robert Zambrano C.I 21.467.222

Caracas 20 de Julio de 2009

Cuasi cristales

Los cuasi cristales, o sólidos cuasiperiódicos, crecidos por vez primera por el grupo de Dan Shechtman del National Bureau of Standards en 1984, exhiben simetrías (icosaédrica o decagonal) que no presentan los sólidos cristalinos. Por tanto, su estructura cristalina no es periódica, es decir, no se puede construir mediante la repetición de una celda unidad. El método tradicional para su crecimiento se basa en el enfriamiento rápidode metales fundidos, de manera que los átomos no tienen tiempo de acceder a las posiciones de equilibrio correspondiente a los sólidos cristalinos.
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Los cuasi cristales son estructuras relativamente comunes en aleaciones con metales como el cobalto, hierro yníquel. A diferencia de sus elementos constituyentes, son malos conductores de la electricidad. No presentan acusadas propiedades magnéticas y son más elásticos que los metales ordinarios a altas temperaturas. Son extremadamente duros y resisten bien la deformación, por lo que se pueden utilizar como recubrimientos protectores antiadherentes. Hasta 1982, los cuasi cristales no sólo no habían sidodescubiertos sino que se les creía físicamente imposibles.

Hablando matemáticamente, los cuasi cristales caen en un terreno intermedio entre el orden y el desorden. Durante los últimos diez años, ha resultado cada vez más claro que las herramientas matemáticas que los científicos han usado durante décadas para predecir las propiedades electrónicas de los materiales, no pueden funcionarcorrectamente en este terreno intermedio.

La estructura prohibida

Los cristales de estructura no estrictamente periódica constituyen un desafió para la cristalografía clásica.

En cristalografía, rama de la física de los sólidos, tradicionalmente se distinguen dos tipos de estructura: amorfa y cristalina. La estructura amorfa, de la que el vidrio es un ejemplo habitual, se presentacomo un amontonamiento caótico de subestructuras idénticas. La estructura cristalina se presenta en forma de repetición de subestructuras estrictamente periódicas, en las que domina el paralelismo; el cuarzo es el ejemplo más habitual.

Por otra parte, en los cristales se distingue un orden a larga distancia, con una organización rigurosamente periódica de las subestructuras, en tanto queen las estructuras amorfas, las subestructuras siguen líneas quebradas al azar y el orden sólo se discierne a corta distancia.

En la difracción también se refleja esta diferencia; la imagen que produce un haz de partículas -fotones, electrones, neutrones- que incide en un cristal amorfo conlleva un punto de impacto central, que corresponde a las partículas no desviadas, rodeado deanillos que corresponden a las distancias medias que son las más frecuentes entre los átomos. Pero, cuando el haz incide en un cristal, la perfecta periodicidad de las estructuras atómicas implica difracciones regulares de las partículas, que tienen lugar en direcciones privilegiadas y características de la estructura del cristal. La imagen se asemeja a una rejilla, en la que se distinguen unos puntosespaciados de forma regular que se llaman reflexiones de Bragg.

El orden cinco

La disposición cristalina obedece a leyes complejas que se definen por el siguiente principio general: las formas, que se denominan «mallas», se yuxtaponen perfectamente unas sobre otras, sin dejar intersticios. Las mallas son comparables a poliedros que se apilaran unos sobre otros en el mismo orden y sin...