GUIA 3 ESTRUCTURAS DE LOS MATERIALES

GUÍA DE ESTUDIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES
Estructuras de los Materiales
Rev.4 (10/08)

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1.

INTRODUCCIÓN
Aunque los minerales en bruto no tengan, en general, una forma exterior definida, tienen átomos
perfectamente ordenados en formas geométricas, y a esto se deben una gran parte de sus
características. A esta ordenación interna se denomina estructura, formada en realidad por tres
tipos deella: la estructura cristalina, la estructura granular, y la estructura macrográfica.
Estructura cristalina. En ésta, los átomos están ordenados en el espacio según una red
geométrica constituida por repetición de un elemento básico llamado cristal, cuyas dimensiones
son del orden de 10-8 cm. Como no es posible observar los cristales ni aún con los microscopios
más potentes, se recurre paraestudiarlos a métodos indirectos, con el de la difracción de los
rayos X cuando pasan a través de ellos.

Estructura granular. En ésta, el elemento fundamental es el grano, constituido por agrupación
de cristales. Los granos tienen gran importancia en las propiedades mecánicas de los materiales.
Los granos son de forma irregular y su tamaño oscila entre 0,02 y 0,2 mm, por lo tanto son
observables en unmicroscopio metalográfico.
Estructura macrográfica. Tiene como elemento fúndame-ntal la fibra, que se forma al alargarse
y estrecharse los granos cuando se estiran o laminan los metales.
La importancia en la ingeniería de la estructura física de los materiales sólidos depende
principalmente de la disposición de los átomos, iones o moléculas que constituyen el sólido y de
las fuerzas de enlacesentre ellos. Si los átomos o iones de un sólido se ordenan en una
disposición que se repite en tres dimensiones, forman un sólido del que se dice tiene una
estructura cristalina y nos referimos a él como un sólido cristalino o material cristalino.
En este curso, iniciaremos el estudio de las estructuras cristalinas y de los planos
cristalográficos, y cómo expresarlos gráficamente y según lanomenclatura de los índices de
Miller .

2.

ESTRUCTURAS CRISTALINAS
Las estructuras cristalinas están dadas por la disposición que los átomos asumen en un conjunto
de ellos siendo esta disposición ordenada y tridimensional. El conjunto de estas agrupaciones
conforman el cristal. En ellos, los átomos aunque no permanecen totalmente fijos en sus
posiciones oscilan alrededor de ellas, estableciéndose unequilibrio dinámico (o de movimiento).
Para iniciar el estudio de las estructuras cristalinas es importante tener presente los siguientes
conceptos: red espacial, celta unitaria y puntos reticulares.
Red Espacial: es el conjunto de líneas y planos imaginarios que pasan por los puntos donde
están ubicados los iónes o átomos en el espacio ocupado por el cristal.
Celda Unitaria: es la agrupación deátomos más pequeña que se caracteriza por presentar la
simetría de la red espacia. La red espacial está formada por un gran número de celdas unitarias.

Profesora: A. Torres
e-mail: adrianat.luz@hotmail.com

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Puntos Reticulares: estos son las intersecciones de las líneas de la red espacial. Lo más
importantede la red espacial es que cada punto reticular en cualquier dirección tiene
agrupamiento atómico idéntico.
Para especificar el arreglo de los puntos reticulares en la red espacial o de los átomos en una
celda unitaria es necesario utilizar parámetros, los cuales están representados en la Figura 1.

Figura 1. Parámetros de una Red Espacial
Los parámetros a, b y c indican la longitud de cada aristaen la celda unitaria. Los ángulos  (formado por b y
c),  (formado por a y c) y  (formado por a y b)

REDES DE BRAVAIS
Existen 14 tipos de redes espaciales las cuales se muestran en la Figura 2.
Estas redes están clasificadas en 7 sistemas en la Tabla 1.
Es importante señalar que con cada punto de la red pueden estar asociados más de un
átomo, pero por cada átomo o grupo de átomos en un punto...