Oxidacion De Metales
Objetivos específicos: Al terminar esta práctica cada alumno será capaz de
* Observar la oxidación de distintos metales al someterlos a calentamiento
* Determinar la cantidad de óxido formado para diferentes tiempos de calentamiento
* Observar los granos y límites de grano de algunos metales
* Determinar si existen diferencias en la forma y tamaño de losgranos de muestras sometidas a calentamiento con respecto a una muestra de referencia que no se calentó
Consideraciones teóricas
Los metales comerciales se presentan en forma policristalina o poligranular porque están formados por muchos granos. Al formar una pieza de metal sólido a partir de su correspondiente líquido o metal fundido, si la velocidad de enfriamiento del metal líquido no eslo suficientemente lenta para formar un monocristal, entonces el enfriamiento relativamente rápido permite la aparición de múltiples núcleos, que producen muchas zonas de cristales, que aunque siguen un mismo patrón, adoptan orientaciones distintas. A cada zona formada por cristales con una misma orientación, se le llama grano cristalino, y su forma y tamaño dependen de la velocidad deenfriamiento del metal líquido.
En un grano todas las celdas unitarias que lo constituyen están alineadas con una misma orientación y siguiendo el mismo patrón cristalino que el resto de los granos del mismo metal. Sin embargo, en la frontera entre dos granos adyacentes hay una zona de transición que contiene átomos del mismo metal que no están alineados con ninguno de los granos adyacentes a ellos,llamadas límites de grano.
Los límites de grano son zonas en donde se modifican ligeramente algunas propiedades del metal en cuestión, por ejemplo, los átomos acomodados en esta zona, experimentan mayor tensión que los átomos situados dentro de los granos, como resultado de esto, son átomos muy reactivos y susceptibles al ataque químico. Cuando un metal contiene granos muy pequeños, se presentaun mayor porcentaje de límites de grano, que pueden alterar algunas propiedades mecánicas importantes de los metales.
Una aleación es la unión homogénea (solución) de dos o más metales, o también de uno o más metales con algunos no-metales, como carbono, oxígeno y nitrógeno. Esta aleación, se puede obtener mediante la fusión simultánea de los componentes, o por medio de la producción directa,como el acero al carbono, que se obtiene mediante el calentamiento de las placas de hierro directamente sobre una cama de carbón encendido, golpeando luego con un martillo la zona caliente del metal, hasta que adquiere la forma deseada. Con esta operación, unos cuantos átomos de carbono quedan atrapados en los intersticios del hierro.
Una aleación presenta propiedades físicas, químicasy/o mecánicas distintas a las de sus componentes independientes y separados, muchas de esas propiedades son mejores para algún uso especial, que los hace más útiles o valiosos, como cuando se aumenta la dureza y la resistencia a la corrosión.
Las aleaciones son homogéneas o monofásicas (soluciones sólidas) cuando que no se exceden los límites de solubilidad de un elemento en el otro. El latónforma una solución sólida perfecta de cobre y cinc, que es una aleación monofásica.
Las aleaciones son polifásicas cuando se excede el límite de solubilidad de un metal en el otro en el estado sólido, un ejemplo es el hierro al carbono (llamado “hierro negro”).
Las aleaciones pueden ser intersticiales o substitucionales, según sea que el átomo impureza ocupe un punto de la red,normalmente no ocupado, o que se encuentre en lugar de uno de los puntos específicos de la red, respectivamente.
Al someter un metal a un proceso de calentamiento adecuado, los átomos que se encuentran situados en las fronteras de grano tienden a moverse hacia el centro de curvatura de dicha frontera y se reacomodan siguiendo la orientación del grano más próximo a ellos. Como resultado de esto,...
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