propiedades y estructura de los materiales
Páginas: 25 (6216 palabras)
Publicado: 2 de septiembre de 2013
Alumno:
Ing. Platt Pou Carlos Guillermo
Materia:
Química de Materiales
Trabajo:
CARACTERISTICAS ESTRUCTURA Y PROPIEDAS DE MATERIALES
Miércoles 10 de abril del 2013
Metales y aleaciones
Enlace metálico
La forma más sencillo para describir el enlace metálico en solidos es el modelo de electrones libres, este considerael sólido como una arreglo de empaquetamiento compacto de átomos, con electrones de valencia completamente deslocalizados en toda la estructura.
De una forma más explícita se considera que cada uno de los átomos metálicos pierde sus electrones de valencia convirtiéndose en cationes formando después un empaquetamiento compacto, la repulsión entre catión y catión será contrarrestada por la nubeelectrónica compartida por toda la estructura cristalina.
Características de los sólidos metálicos
Alta conductividad eléctrica y térmica en los metales
Químicamente, los metales tienden a tener bajas energías de ionización que normalmente resultan en una facilidad para ser oxidados por las condiciones ambientales, por esto son encontrados en la naturaleza como formaciones geológicascomplejas.
Lo anterior provoca una alta movilidad de los electrones, resultado de una baja energía de ionización y tener orbitales de valencia vacíos o semillenos lo que explica la alta conductividad térmica y eléctrica.
Punto de fusión y maleabilidad altos
Resultado de la asociación química estrecha entre átomos de metal vecinos en un sólido.
Ductilidad
El enlace no direccionalen los metales permite dos tipos de deformación cuando el metal es doblado. Un cambio en el espaciamiento entre átomos de metal vecinos en los laticios del cristal (deformación elástica) resultando en un material con memoria posicional ejemplo resortes, o un deslizamiento en los planos de los átomos (deformación plástica) resultando en un material que se conserva deformado.
Metalurgia en polvoLa pulvimetalurgia ha alcanzado gran importancia en la preparación de aleaciones con características especiales.
La densidad del polvo influencia la fuerza de los materiales obtenidos por compactación esta depende de la forma y porosidad de las partículas de tamaño micrón, es conveniente tener polvo de baja densidad.
Entre estos materiales metálicos con empaquetamiento compacto, elporcentaje teórico de espacio ocupado por átomos en relación con el espacio vacío para bcc número de coordinación de 8 será 68% para fcc y hcp número de coordinación de 12 será de 74% incluso si las partículas del metal tiene el mismo diámetro y son completamente esféricas, la densidad empaquetamiento real será típicamente de entre 55 – 66%. Este valor puede ser mejorado al introducir partículasnanoscopicas que llenaran los espacios intersticiales.
Durante la sinterización a alta temperatura, las partículas más grandes crecerán a las expensas de las nanopartículas, dejando atrás pequeños vacíos que serán cerrados durante el tratamiento térmico.
La adición de pequeñas impurezas causara diferencias dramáticas en el resultado y proceso de compactación.
Las aleaciones son clasificadasnormalmente como aleaciones sustitucionales o intersticiales y dependiendo del arreglo atómico como homogéneas y heterogéneas.
Reglas de Hume-Rothery
Reglas sustitucionales para soluciones sólidas.
1.- El radio atómico del soluto y el solvente no debe variar por más de un 15%.
2.- La estructura cristalina del solvente y soluto debe ser la misma.
3.- Numero de oxidación igual para elsolvente y el soluto.
4.- El soluto y el solvente deben tener electronegatividades similares.
Reglas intersticiales para soluciones sólidas.
Propiedades de aleaciones metálicas
Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin...
Alumno:
Ing. Platt Pou Carlos Guillermo
Materia:
Química de Materiales
Trabajo:
CARACTERISTICAS ESTRUCTURA Y PROPIEDAS DE MATERIALES
Miércoles 10 de abril del 2013
Metales y aleaciones
Enlace metálico
La forma más sencillo para describir el enlace metálico en solidos es el modelo de electrones libres, este considerael sólido como una arreglo de empaquetamiento compacto de átomos, con electrones de valencia completamente deslocalizados en toda la estructura.
De una forma más explícita se considera que cada uno de los átomos metálicos pierde sus electrones de valencia convirtiéndose en cationes formando después un empaquetamiento compacto, la repulsión entre catión y catión será contrarrestada por la nubeelectrónica compartida por toda la estructura cristalina.
Características de los sólidos metálicos
Alta conductividad eléctrica y térmica en los metales
Químicamente, los metales tienden a tener bajas energías de ionización que normalmente resultan en una facilidad para ser oxidados por las condiciones ambientales, por esto son encontrados en la naturaleza como formaciones geológicascomplejas.
Lo anterior provoca una alta movilidad de los electrones, resultado de una baja energía de ionización y tener orbitales de valencia vacíos o semillenos lo que explica la alta conductividad térmica y eléctrica.
Punto de fusión y maleabilidad altos
Resultado de la asociación química estrecha entre átomos de metal vecinos en un sólido.
Ductilidad
El enlace no direccionalen los metales permite dos tipos de deformación cuando el metal es doblado. Un cambio en el espaciamiento entre átomos de metal vecinos en los laticios del cristal (deformación elástica) resultando en un material con memoria posicional ejemplo resortes, o un deslizamiento en los planos de los átomos (deformación plástica) resultando en un material que se conserva deformado.
Metalurgia en polvoLa pulvimetalurgia ha alcanzado gran importancia en la preparación de aleaciones con características especiales.
La densidad del polvo influencia la fuerza de los materiales obtenidos por compactación esta depende de la forma y porosidad de las partículas de tamaño micrón, es conveniente tener polvo de baja densidad.
Entre estos materiales metálicos con empaquetamiento compacto, elporcentaje teórico de espacio ocupado por átomos en relación con el espacio vacío para bcc número de coordinación de 8 será 68% para fcc y hcp número de coordinación de 12 será de 74% incluso si las partículas del metal tiene el mismo diámetro y son completamente esféricas, la densidad empaquetamiento real será típicamente de entre 55 – 66%. Este valor puede ser mejorado al introducir partículasnanoscopicas que llenaran los espacios intersticiales.
Durante la sinterización a alta temperatura, las partículas más grandes crecerán a las expensas de las nanopartículas, dejando atrás pequeños vacíos que serán cerrados durante el tratamiento térmico.
La adición de pequeñas impurezas causara diferencias dramáticas en el resultado y proceso de compactación.
Las aleaciones son clasificadasnormalmente como aleaciones sustitucionales o intersticiales y dependiendo del arreglo atómico como homogéneas y heterogéneas.
Reglas de Hume-Rothery
Reglas sustitucionales para soluciones sólidas.
1.- El radio atómico del soluto y el solvente no debe variar por más de un 15%.
2.- La estructura cristalina del solvente y soluto debe ser la misma.
3.- Numero de oxidación igual para elsolvente y el soluto.
4.- El soluto y el solvente deben tener electronegatividades similares.
Reglas intersticiales para soluciones sólidas.
Propiedades de aleaciones metálicas
Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros. Las propiedades físicas y químicas son, en general, similares a la de los metales, sin...
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