monografia



Introducción
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio. La cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación.
El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir,donde las correlaciones internas son mayores. Esto se refleja en sus propiedades antrópicas y discontinuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con formas geométricas definidas (hábito) cuando están bien formados. No obstante, su morfología externa no es suficiente para evaluar la denominada cristalinita de un material.
Celdilla Unidad:
Se define como celda unitaria, la porción mássimple de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una distribución regular de átomos o iones en el espacio.
Estructuras Cristalinas de los Metales:
Dentro del universo de los materiales para ingeniería, los metales ocupan un lugar preponderante. En nuestra región, la industria metal-mecánica es una de lasmás vigorosas y de mayor importancia económica. Como parte de su formación, es deseable que el ingeniero de hoy posea entre su arsenal de conocimientos, una comprensión de la estructura de los metales que le permita explicarse sus propiedades y comportamiento en aplicaciones específicas. El propósito de este trabajo es discutir la estructura cristalina de los metales y como ésta determinaalgunas de sus propiedades más relevantes. Se seleccionó un enfoque sencillo pero bien fundamentado, con el objetivo de que el material presentado pueda ser asimilado por profesores y estudiantes de ingeniería sin apelar a conocimientos especializados de metalurgia. Vayamos al grano.




Tipos de Estructuras
La mayoría de los metales elementales (90%) cristalizan en tres estructurascristalinas densamente empaquetadas: cúbica centrada en las caras FCC, hexagonal compacta HCP y cúbica centrada en el cuerpo BCC debido a que se libera energía a medida que los átomos se aproximan y se enlazan cada vez más estrechamente entre sí. Por lo tanto dichas estructuras densamente empaquetadas se encuentran en disposiciones u ordenamientos de energía cada vez más baja y estable.
EstructuraCristalina Cúbica Centrada en el Cuerpo BCC
En esta celda unidad las esferas sólidas representan los centros donde los átomos están localizados e indican sus posiciones relativas. En esta celda unidad el átomo central está rodeado de 8 vecinos más cercanos y se dice que tiene por lo tanto un número de coordinación de 8. Cada una de estas celdas unidad tiene el equivalente de 2 átomos por celda unidad.Un átomo completo está localizado en el centro de la celda unidad, y un octavo de esfera está localizado en cada vértice de la celda unidad, haciendo el equivalente de otro átomo. De este modo, hay un total de 1 (en el centro) + 8 x 1/8 (en los vértices) = 2 átomos por celda unidad
Estructura Cristalina Hexagonal Compacta HCP
Los metales no cristalizan en la estructura hexagonal sencilla porqueel APF es demasiado bajo. El APF es 0.74 ya que los átomos están empaquetados de un modo lo más cercano posible. Cada átomo está rodeado de otros 12 átomos y por tanto su número de coordinación es 12. La celda HCP posee 6 átomos, tres forman un triángulo en la capa intermedia, existen 6*1/6 secciones de átomos localizados en las capas de arriba y de abajo, haciendo un equivalente a 2 átomos más,finalmente existen 2 mitades de átomo en el centro de ambas capas superior e inferior, haciendo el equivalente de un átomo más. La relación c/a de una estructura cristalina HCP ideal es de 1.633 que indica esferas uniformes tan próximas como sea posible. Los metales Cinc, Cadmio poseen una relación c/a más alta que la ideal, lo que indica que los átomos en estas estructuras están ligeramente...