Tecnologia de materiales

Tecnología de los materiales
Cristales Simples
Un cristal puede ser definido como un sólido compuesto de átomos arreglados en orden, en un modelo de tipo repetitivo. La distancia interatómica en un cristal de cualquier material definido es constante y es una característica del material. Debido a que el patrón o arreglo de los átomos es repetido en todas direcciones, existen restriccionesdefinidas en el tipo de simetría que el cristal posee.
La forma geométrica de los cristales es una de las características de cada sal pura o compuesto químico, por lo que la ciencia que estudia los cristales en general
Soluciones Solidas Metálicas
Una solución sólida es un sólido que consta de dos o más elementos que están dispersos atómicamente y forman una estructura de una sola fase.

Unasolución está compuesta por un solvente, que es el elemento que se encuentra en mayor proporción, y un soluto, que es el elemento que se encuentra en menor proporción. En una solución sólida metálica, el solvente se denomina base y establece la estructura cristalina, y el soluto se denomina aleante, que es quien ingresa a la estructura aleatoreamente.

El estado de ingreso de los aleantes puede ser porsustitución (los átomos del soluto sustituyen a los átomos del solvente en las posiciones de la red cristalina) o por inserción (los átomos del soluto se sitúan entre los átomos del solvente; estos espacios se denominan huecos o intersticios).
Soluciones Solidas Metálicas Sustitucionales
En las soluciones sólidas de sustitución, los átomos de soluto (impureza) sustituyen, en términos deposición, a átomos de la matriz (cristal madre o solvente). Para este tipo de solubilidad los dos átomos deben ser similares en radio atómico, estructura cristalina, electro-negatividad y valencia. En las vecindades de una impureza, siempre los átomos próximos del cristal madre serán fectados, y habrá una distorsión local de la red. Si esta distorsión fuese muy grande, entonces la disolución podría noser posible. También podría ocurrir que se pudiese disolver sólo una cantidad limitada de soluto pues, al superar dicho nivel, ya la distorsión acumulada podría ser inaceptable para el equilibrio del sistema. En ese momento se alcanzaría el límite de solubilidad de la solución y, de seguir agregando impurezas al sistema podría aparecer, coexistiendo, un segundo cristal, muy diferente de la soluciónsólida inicial. La fracción de átomos de impureza que puede disolverse en un cristal de otro elemento, puede entonces variar desde una fracción de porcentaje at6mico hasta el 100%. Las siguientes condiciones favorecen una gran solubilidad sustitucional de un elemento en otro, en soluciones metálicas:

1. Los diámetros de los átomos de los elementos no deben diferir en mucho más de un 15 %,aproximadamente.
1. Las estructuras cristalinas de los dos elementos por separado tienen que ser las mismas. (Condición necesaria para que haya solubilidad total, al 100%)
2. No debe haber diferencias apreciables en electronegatividades de los dos elementos, para evitar que se formen compuestos definidos con facilidad.
3. Los dos elementos deben tener la misma valencia.
Soluciones SolidasMetálicas Intersticiales
En las soluciones sólidas intersticiales, los átomos de soluto se sitúan en los intersticios (espacios) que hay entre los átomos del cristal matriz. Se pueden formar soluciones sólidas intersticiales solo cuando el átomo de la matriz es mucho mayor que el otro, de modo que los intersticios de la matriz sean suficientemente grandes para el tamaño del soluto (impureza). Ejemplosde átomos que, debido a su pequeño tamaño, pueden disolverse intersticialmente en cristales metálicos, son: H, C, N y O. Nótese que todos estos elementos de Z pequeño, son no metales. Cuando ellos se disuelven en un cristal metálico, siempre lo hacen en una concentración baja, por lo que el material sigue siendo preponderantemente de enlace metálico.
Imperfecciones Cristalinas
Un material...