Materiales

PARCIAL I

TIPOS DE ESTRUCTURAS CRISTALINAS: CARACTERÍSTICAS
El ATOMO es una parte pequeña de los materiales, conformado por un núcleo (protones + neutrones) y unos electrones que están dando vueltas alrededor en capas. Estos tienen un nivel de organización:
- Desorden: mayoría de los líquidos. Ejemplo: argón.
- Ordenamiento de corto alcance: moléculas o grupos de moléculas. Ejemplo: agua,polímeros.
- Ordenamiento de largo alcance: forman una estructura cristalina con un tamaño, forma y ordenamiento atómico especifico.

El FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO es la fracción de espacio ocupada por los átomos. (FP) = (número de átomos por celda) x (volumen de cada átomo) / volumen de la celda

El NUMERO DE COORDINACION es el numero de átomos que se encuentran en contacto con un átomo enparticular o el número de átomos vecinos más cercanos.

CELDA UNITARIA: Es la menor subdivisión de una red o retícula que retiene las características generales de toda la red. La mayoría de los metales están agrupados en las estructuras:
TIPOS NUMERO DE ATOMOS NUMERO DE COORDINACION FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO
CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS (FCC) 4 12 0.74
CUBICAS CENTRADAS EN EL CUERPO (BCC)2 6 0.68
HEXAGONAL COMPACTA (HCP) 2 12 0.74

- CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS (FCC): son mas compactas que las BCC y de menor tamaño de celda. Tienen mas átomos en contacto con otros. Ocurren deslizamientos cruzados y es muy dúctil. Ejemplo: Fe, Cu, Al, Ni.
- CUBICAS CENTRADAS EN EL CUERPO (BCC): son menos compactas que las FCC pero de mayor tamaño de celda. Ocurren deslizamientos cruzadosmucho mas que en FCC porque son menos compactas pero siguen siendo estructuras resistentes. Ejemplo: Fe, Na, Cr.
- HEXAGONAL COMPACTA (HCP): son igual de compactas que las FCC. No ocurren deslizamientos cruzados, solo algunos pocos deslizamientos lineales pero estas son estructuras relativamente frágiles. Ejemplo: Mg, Zr, Cd.

DIRECCIONES Y PLANOS EN LAS CELDAS UNITARIAS:
- Direcciones: losdesplazamientos ocurren en las direcciones a lo largo de las cuales los átomos están en contacto mas estrecho, ya que al no estar tan compactos es mas fácil de mover.
- Planos: los metales se van a deformar a lo largo de los planos donde los átomos están mas compactos.

IMPERFECCIONES EN LA ESTRUCUTURA CRISTALINA:
1. DEFECTOS PUNTUALES: son muy pequeñas, abarcan un solo átomo.
- VACANCIAS:son espacios vacíos que debieran estar ocupados por un átomo. Se forman durante la solidificación y aumentan de manera exponencial con la temperatura. Pueden ser el resultado de vibraciones atómicas.
- ATOMOS INTERSTICIALES PROPIOS: es cuando un átomo cambia de posición y se coloca entre átomos vecinos. Es menos frecuente porque requiere de mucha energía. Genera gran distorsión.
- IMPUREZAS:ocurren cuando entran agentes externos a la estructura. Es muy difícil encontrar metales totalmente puros. Los materiales casi completamente puros son inútiles porque son muy blandos, por esto la mayoría de los metales son aleaciones donde se les agrega intencionalmente una cantidad de otros átomos para mejorar sus características. Al añadírsele átomos de impurezas a un metal se forma una soluciónsolida, esta ocurre cuando los átomos del soluto se unen a los del solvente y la estructura cristalina se mantiene.
A. Sustitucional: los átomos de impureza toman el lugar de un átomo de la estructura del solvente. Se favorece cuando la diferencia de radio atómico entre el soluto y solvente es menor al 15%. Si la diferencia es mayor generara una mayor distorsión en la estructura, reduciéndose lacantidad de soluto.
B. Intersticial: los átomos de soluto se ubica en los espacios intersticiales de la estructura del solvente. Mientras mayor sea el FP del metal menor espacio habrá en sus intersticios. El diámetro atómicos de las impurezas debe ser menos que los del solvente. Por lo general la concentración de estos átomos intersticiales es menor del 10%.

2. DEFECTOS LINEALES: es una...