Taller 4 Ciencias de los materiales

UNIVERSIDAD DEL NORTE DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

CIENCIA DE LOS MATERIALES IME 1205



TALLER NUMERO 4 TEMAS III y IV Entrega y sustentación: Semana del 8 al 13 de Septiembre.



EQUIPO NUMERO: 20




APELLIDOS Y NOMBRES
NOTA
INDIVIDUAL
NOTA
RESPUESTAS
NOTA
EQUIPO
NOTA
TALLER 2PROFESOR: Ing. Jaime Torres S










PERIODO ACADEMICO: 2014 30




B/quilla. 29/08/2014
TALLER IV: ARREGLO CRISTALINO E IMPERFECCIONES EN LOS MISMOS
C3 .Identifica y dibuja utilizando los índices de Miller los planos y direcciones cristalográficos en celdas unitarias cúbicas. Calcula las densidades teóricas de las celdas unitarias cúbicas
C5. Describir y clasificar losprincipales defectos estructurales de los materiales y sus implicaciones en las propiedades de los mismos.
Resuelve problemas en la selección de materiales y diseño del texto guía.



1. Calcule la densidad de volumen en gramos por centímetro cúbico g/cm3 para el níquel y compare su resultado con la densidad de volumen medida experimentalmente. Explique el procedimiento y el resultado.SOLUCION
Tenemos una fórmula que nos dice lo siguiente:


Reunimos los datos del Níquel que necesitamos. (NOTA: es igual al parámetro de red de la celda unitaria del elemento y la estructura cristalina del níquel es FCC).


Nro. Átomos en celda = 4 átomos (FCC)

Nro. Avogadro =
Remplazamos los datos en la fórmula y procedemos a hallar la densidad TEORICA del material.

ρ =
La densidadexperimental del níquel es de . La pequeña discrepancia entre las densidades teórica y experimental es una consecuencia de los defectos del material.




2. El diamante tiene una estructura cristalina compleja con un parámetro de red de 3.567736Å. Demuestre que la densidad teórica del diamante es 3.513 g/cm3.Explique el procedimiento y dibuje la celda unitaria y el resultado.EXPLICACIONES:
La característica fundamental de la estructura del diamante reside en la coordinación tetraédrica de cada átomo de carbono, lo que supone que cada uno de dichos átomos de carbono tiene por vecinos más próximos otros cuatro átomos de carbono. Por lo tanto, una celda unitaria de diamante posee 8 átomos.














El diamante es una de las formas alotrópicas del carbono, porlo tanto, como masa atómica, tomaremos la masa atómica del carbono.


Nro. Átomos en celda = 8 átomos (DC)

Nro. Avogadro =
Reemplazamos los datos en la fórmula de densidad y procedemos a resolver.





ρ =


La diferencia de 0,001 se debe a la depreciación de los decimales al momento de calcular la densidad.


3. a) ¿Cuantos gramos de Tantalio, con 1012 cm/cm3 de densidad dedislocaciones, se necesitan para producir una longitud total de dislocaciones que fuera desde Barranquilla hasta Bogotá? b) ¿Cuantos gramos de Estaño, con 1012 cm/cm3 de densidad de dislocaciones, se necesitan para producir una longitud total de dislocaciones que fuera desde Barranquilla hasta Bogotá? c) Explique la diferencia entre resultados para a) y b).


DESARROLLO DE LAS EXPLICACIONES:
Ladensidad de dislocaciones es igual a la longitud total sobre el volumen total. Si tenemos la longitud y la densidad de dislocaciones, nos falta el volumen. Despejamos la fórmula y hallamos el volumen total. Luego tenemos que la densidad de un material es igual a la masa del material sobre el volumen del mismo. Si tenemos la densidad del material y el volumen total, despejamos masa para encontrarcuanta cantidad de masa necesitamos.
a. Reunimos los datos que necesitamos acerca del Tantalio.

Longitud = 715,22 km
=


V =
m = ρ*V
m = *=
m = 0,0011872652 g
b. Reunimos los datos que necesitamos acerca del Estaño.

Longitud = 715,22 km
=


V =
m = ρ*V
m = *=
m = 0,00041232433 g
La diferencia de resultados depende de la densidad del material, ya que la longitud y la...