INGENIERIADE

MATERIALES

Ing. Alejandra Garza Vázquez

Familias de Materiales – Tipos de Enlaces

ORDENAMIENTO CRISTALINO

Niveles Arreglo Atómico en Materiales

(a) Gases Inertes (Argón) – No tienen orden regular.

(b,c) Algunos Materiales (Vapor de Agua y Vidrio) – Orden distancia muy corta.

(d) Muchos otros Sólidos (Metales) – Orden regular por todo el material.

(c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™ (c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™

Tipos de Sólidos

Monocristal y Policristal - Cuarzo

a) Monocristales.

b) Policristales.

Etapas Solidificación Material Policristalino

Fronteras de Grano

Pastel de Chocolate con Betún de Vainilla

Red Espacial formada por Celdas Unitarias

Redes de Bravais (14 Celdas Unitarias)

Los Siete Sistemas Cristalinos

CELDAS UNITARIAS MAS FRECUENTESen los Materiales

Metálicos

a) Cúbica Centrada en el Cuerpo

bcc o CC

Cr, W, Feα, Feδ, Mo, V,Na, Ti, Nb, Ta, K, Zr

Materiales Duros y Resistentes

a = parámetro de red = 4r/√3

b) Cúbica Centrada en las Caras

Secuencia de Apilamiento ABCABC

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fcc o CCC

Al, Ni, Cu, Au, Ag, Pb, Pt, Feγ

Materiales Dúctiles o Maleables

a = parámetro de red = 4r/√2

c) Hexagonal Compacta

Secuencia de Apilamiento ABABAB

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HC

Mg, Be, Zn, Cd, Ti, Zr, Co

Materiales Frágiles con Resistencia moderada

Relación Ideal: c/a = 1.633

Cristales Metálicos Comunes

Número de Coordinación y Atomos por Celda CC

Número de Coordinación y Atomos por Celda CCC

Relación r/R Crítica para cada Número de Coordinación

Lineal

Centro de Triángulo

Centro de Tetraedro

Centro de Octaedro

Centro de Cubo

Cráneo de CristalUn cráneo de cristal es un modelo de un cráneo humano tallado en cristal de cuarzo. Se cuenta que existen trece de estos cráneos en el mundo, de los cuales cinco habrían sido encontrados, que poseen poderes místicos y que su origen es desconocido. Ninguna de estas afirmaciones ha sido probada. Lo cierto es que nuevos cráneos se tallan y se venden con regularidad.

La gente que cree en el poder psíquico de los cráneos de cristal dice que los cráneos son un centro de energía psíquica y que tienen el poder de aumentar la felicidad y mejorar la vida de la gente solo con cogerlos o hablar con ellos; otros han sugerido que pueden usarse como bolas de cristal para ayudar en la adivinación.

Los poderes sanadores y sobrenaturales de los cráneos de cristal nunca se han podido probar científicamente. La comunidad científica no ha encontrado evidencia alguna de fenómenos inusuales en los cráneos ni razón alguna para seguir investigando.

El cráneo Mitchell-Hedges es, seguramente, el más conocido

Naica, infierno entre cristales de yesoEsta mina, ubicada en Chihuahua, parece una cueva de hielo (selenita, es una variedad del mineral yeso), pero en realidad su temperatura alcanza los 50° C.Enclavada en la falda de una montaña, a 120 kilómetros al sureste de la ciudad de Chihuahua, se encuentra Naica, un infierno con más de 850 metros de profundidad, la principal mina de concentrados de plomo de México y la cuarta más importante del mundo en este mineral. Para llegar a la mina, que data de 1794, hay que atravesar una carretera que cruza en medio de la hacienda Santa Gertrudis, inmenso rancho propiedad del Ejército Mexicano y de la Fuerza Aérea Mexicana (Base Aérea No. 11), donde los militares adiestran a sus tropas en el arte de la guerra en una extensión de tierra inescrutable.Junto a la ladera de un cerro y entorno a la planta minera, se extiende después el pueblo de Naica con sus 5 mil habitantes, 60% de los cuales obtiene sus ingresos de la explotación, propiedad de la empresa mexicana Peñoles. La cueva de los cristales es única en el mundo y su aparición es temporal ya que durante millones de años se formó con ayuda de agua que temporalmente ha sido drenada por un sistema especial, y éste dejará de funcionar cuando se termine de explotar las minas, en ese momento la cueva de los cristales volverá a ser cubierta por el agua y continuará con su crecimiento.Este sistema drenó el agua de las cuevas hace aproximadamente 20 años. Circunstancias accidentales lograron posteriormente su descubrimiento en el año 2000.

Naica, Chihuahua, México

Formas Cristalinas del Carbono Sólido

Polimorfismo

Es la propiedad de un material de existir en más de un tipo de

red espacial en el estado sólido.

Se puede modificar la forma cristalográfica con cambios de

Temperatura y Presión.

Diamante

Grafito

Fulereno Buckminster

Nanotubo (I)

Nanotubo (II)

Polimorfismo del Carbono

Alotropía

Característica de un elemento de ser capaz de existir en más de una estructura cristalina, dependiendo de la presión y la temperatura, si y sólo si el cambio en estructura

es REVERSIBLE.

Co, Sn, Mn, Cr, Ti, Fe.

Diagrama de EquilibrioHierro-Carburo de Hierro

Cambios Alotrópicos en el Sistema de Aleación Hierro-Carbono

* De Temperatura Ambiente a 910 °C:Fe α (Ferrita) con estructura cristalina

bcc.

* De 910 °C a 1400 °C:Fe γ (Austenita) con estructura cristalina

fcc.

* De 1400 a 1539 °C:Fe δ con estructura cristalina bcc.

* Arriba de 1539 °C:Líquido.

Tarea

Comentarios Personales acerca de las siguientes páginas de Internet:

www.ill.eu/sites/3D-crystals/index.html

www.strangematterexhibit.comwww.matweb.comwww.matter.org.uk

FECHA DE ENTREGA: 17 de marzo del 2011.

Atomium en Bruselas, Bélgica

Atomium en Bruselas, Bélgica (Heysel)

Interior del Atomium

Atomium Video 1

Atomium Video 2