Fisica del estado solido

INTRODUCCIÓN
El objetivo que se pretende alcanzar es que el estudiante de Física del estado sólido de la carrera de Ingeniería de materiales, tenga los conocimientos básicos sobre el arreglo atómico de los materiales, para relacionar sus propiedades físicas, defectos y movimientos atómicos. Se puede decir que la Física del estado sólido es el fundamento de la técnica moderna y su papel es cadavez más importante. Gracias a su desarrollo han sido posibles grandes adelantos en la electrónica cuántica, la física de los semiconductores y en el campo de la creación de nuevos materiales con propiedades físicas únicas, que determinan en alto grado las direcciones del progreso científico -tecnológico. Uno de los problemas más importantes que se presentan es el c rear materiales cuyas propiedadesse den de antemano, entre ellos algunos no creados por la naturaleza. Este problema es imposible resolver sin el dominio y el desarrollo de la física del estado sólido. Se puede definir que la física del estado sólido es la ciencia de la estructura y propiedades de los sólidos así como de los fenómenos que en ellos ocurren. Para visualizar la importancia que tienen estos conocimientos esinteresante iniciar con una leyenda, que por mucho tiempo intrigó a toda la humanid ad científica. Cuenta la leyenda de un encuentro entre Ricardo Corazón de León y el sultán Saladino, que ocurrió en Palestina a finales del siglo XII. Los dos enemigos en la guerra de las Cruzadas cristianas se jactaban del poder de sus respectivas espadas. Ricardo tomó su enorme espada, la levantó con sus dos manos y ladejó caer con toda su fuerza sobre una maza de acero. El impacto de la espada hizo saltar a la maza hecha pedazos. Saladino fue más sutil. Colocó su espada encima de un mullido cojín de pluma y la jaló suavemente. Sin ningún esfuerzo ni resistencia la espada se hundió en el cojín hasta cortarlo completamente como si fuera mantequilla. Ricardo y sus acompañantes europeos se miraron unos a otros conincredulidad. Las dudas se disiparon cuan do Saladino arrojó un velo hacia arriba y, cuando flotaba en el aire, lo cortó suavemente con su espada. La espada de Ricardo Corazón de León era tosca, pesada, recta, blanca y brillante. La de Saladino, por el contrario, era esbelta, ligera y de un azul opaco que, visto más de cerca, era producido por una textura compuesta de millones de curvas oscuras enun fondo blanco que caracterizan a los aceros de Damasco. Era tan dura que se podría afilar como navaja de afeitar y a la vez era sumamente tenaz, de manera que podía absorber los golpes del combate sin romperse. Era difícil para los europeos aceptar que la dureza y la tenacidad se podían conjugar de una manera tan extraordinaria. Todavía más difícil de aceptar resultó el entender y dominar latécnica de fabricación de los aceros de Damasco en las herrerías de Occidente. Nunca creyeron que tanto su fuerza como su belleza provenían del alto contenido de carbono, el cual está entre 1.5 y 2.0%. La cosa no duró años, ni décadas: tomó siglos. Muchos eminentes científicos europeos fueron atraídos por el misterio de los aceros de Damasco. La descripción más antigua de las espadas de Damasco datadel año 540 de nuestra era, pero pueden haber estado en uso mucho antes incluso en la época de Alejandro Magno (323 A. C.). El nombre acero de Damasco les viene no de su lugar de origen sino del lugar donde los europeos las descubrieron en las cruzadas. Este acero estaba hecho en la India, en donde se denominaba wootz, su presentación era en forma de colada, del tamaño de los discos de Hockeysobre hielo. Las mejores espadas se forjaban en Persia a partir de wootz indio. El proceso iniciaba al mezclar el mineral de hierro con carbón de madera, se calentaba en un horno de piedra aproximadamente a 1200ºC. En función de la c antidad de carbono en la mezcla el producto podía ser, desde, hierro de bajo carbono o lingote con más de 4% de C, Posteriormente el wootz era forjado por los herreros...