METALURGIA FISICAAuxiliar: Jimer Salazar

TEMAS DE LA MATERIA:CAP1:Introduccin e importancia de los slidos ()CAP2: Estructura atmica y tipos de enlace ()CAP3: Estructura cristalina de los slidos ()CAP4: Mecanismos de difusin en los slidos ( )CAP5: Diagramas de fase ( )CAP6: Procesos de fabricacin del aceros por mineral del hierro ( )CAP7: Tratamientos trmicos ( )

PONDERACION DE LA MATERIA(*)Asistencia:....50%Informe de laboratorio (1)50% 100%

(*) En caso de no poder asistir presentar trabajo practico y defenderlo.

TRABAJO PRACTICO Y DEFENSA 50% DE LABORATORIOINVESTIGAR EL PROCESO DE OBTENCIN DEL COBRE.DETALLE: A partir de los yacimientos mineralgicos que se encuentran en una determinada regin de la naturaleza, enumerar y explicar las operaciones del proceso de transformacin de mineral a metal cobre (metalurgia del cobre).

ESTRUCTURA CRISTALINA EN LOS SOLIDOSConcepto de Estructura Cristalina en los materiales slidos.Modelado de la Estructura Cristalina.Estructura Cristalina en los metales.Concepto de Celda Unitaria y su relacin con las redes Bravais.Tipos de Estructura Cristalina.

Celda Unitaria

Redes Bravas y los 7 grupos de celdas unitarias que la componen.

Formas de Celdas Unitarias o Redes Bravais

Parametros de Red de una celda unitaria

Otros parmetros de redA,b,c, ,,Numero de tomos / celda unitariaNumero de coordinacin

Factor de empaquetamiento atmico (F.E.A.)= (#atomos/celda)*(Volumen 1 atomo)/(Volumen 1 celda unit)

Densidad de elemento=(#atomos/celda)*(Masa Atomica)/ [(volumen 1 celda)*(NroAvogadro)]

Tabla de variaciones de parmetros que definen el grupo de celda unitaria

Organizacin Atomica en los Cristalinos del Grupo Cubico

Estructura Cubica Centrada en el Cuerpo (bcc)

Estructura Cubica Centrada en las Caras (fcc)

Estructura Hexagonal compacta (HC)

Ejemplo de Estructuras no cristalinas o amorfos

Sitios IntersticialesConcepto de Sitios intersticiales: Espacios o huecos dentro de una celda unitaria donde atomos mas pequeos se alojan.Tipos de sitios intersticiales tipicos en los metales:Sitio cubico; nro coordinacin = 8Sitio octaedrico; nro coordinacin= 6Sitio tetraedrico; nro de coordinacin = 4

Sitios Intersticiales de atomos en una celda unitaria

Numero de Coordinacin para sitios intersticiales tipicos en una Celda unitaria

Cristales InicosMuchos materiales cermicos contienen enlaces inicos. Estos materiales deben tener estructuras que aseguren la neutralidad electrica, permitiendo, sin embargo, que iones de tamao distinto se empaqueten con eficiencia.Neutralidad electrica: Si las cargas de anin y cation son identicas, el compuesto cermico tiene la formula AX y el numero de coordinacin para cada in debe ser el mismo, si se desea asegurar el equilibrio correcto de carga. Por ej para el caso anterior: Cada catin debe estar rodeado por seis aniones, en tanto que cada anin esta a su vez, rodeado por seis cationes.

Ejemplo: Disposicin atomica en materiales con enlace inico

Ejemplo de organizacin de atomos en materiales con enlace inico

Estructuras CovalentesLos materiales con enlace covalente frecuentemente deben tener estructuras complejas, a fin de satisfacer las restricciones de direcciones por el tipo de enlace.

Ejemplo de organizacin atomica para materiales con enlace coval.

Ejemplos de Estructura en los materiales polmeros

COORDENADAS, DIRECCIONES Y PLANOS EN UNA CELDA UNITARIATiene importancia porque ayuda a determinar la ubicacin de un atomo en una celda unitaria o en la red cristalina, utilizando elementos de la matematica. Este conocimiento permite conocer ciertos movimientos(direcciones) o en algunos casos el movimiento de planos dentro de un material (caso de las dislocaciones). ESTE MODELADO SOLO SE APLICA AL GRUPO CUBICO DE LAS REDES BRAVAIS

COORDENADAS EN UNA CELDA UNITARIACoordenadas y puntos: Localizacin de puntos dentro de la red o celda unitariaSe denotan como puntos P(x1,y1,z1) en un sistema de coordenadas dextrogiro. El vrtice del cubo coincide con en centro del eje espacial.La distancia se mide f(a,b,c) del origen al punto en cuestinA,b,c son coordenadas que se pueden encontrar conocimiento los parmetros de red: a,b,c y ,,

DIRECCIONES EN UNA CELDA UNITARIALo define una lnea entre dos coordenadas o un vector. Se denota por los ndices de Miller. Procedimiento:Determine las coordenadas de 2 puntos que estn en esa direccin.Reste las coordenada del punto inicial a las del punto final.Reduzca los resultados o fracciones obtenidas a los mnimos enteros.Encierre los nmeros obtenidos entre corchete []. Ejm: P(0,0,1) Y P(1/2,1,0) [-1-22]

PARALELISMO Y EQUIVALENCIA EN UNA CELDA UNITARIAUn vector y su negativo no son identicos o paralelos. Una direcin y su multiplo son paralelos. Ej. [100][200].Algunos grupos de direcciones son equivalentes; sus indices depeden de cmo se construyen las coordenas. Ej.: En los cristales cubicos todas las direcciones que tienen los mismo indices sin tener en cuenta orden o signo, son equivalentes, es decir: [123]eq[-1-2-3].Gralmente este no se cumple en otros sistemas cristalinos.A los grupos equivalentes se los agrupa en familias de direcciones, denotadas as:

PARALELISMO Y EQUIVALENCIA EN UNA CELDA UNITARIAFraccin de empaquetamiento lineal:FEL=(Longitud de la linea de atomos)Longitud total del parmetro del cuboDensidad lineal: DL= #atomos en la lneaDistancia a los largo de la linea

PLANOS EN UNA CELDA UNITARIALos metales se deforman en aquellos planos de tomos que estn en contacto mas estrecho. ProcedimientoIdentificar los puntos en los cuales el plano intersecta al eje de coordenadas en funcin del # de parmetros de red. S el plano pasa por el centro, es necesario mover el plano de coordenadas.Tome los recprocos de estas intersecciones. Elimine las fracciones pero reduzca a los mnimos enteros.Encierre los resultados entre parntesis.

PLANOS EN UNA CELDA UNITARIAParalelismo y equivalencia:Los planos y sus negativos son identicos o paralelos, ejm: (020)(0-2 0). Los planos y sus multiplos no son paralelos.

PLANOS EN UNA CELDA UNITARIAFactor de empaquetamiento planar:FEP= rea de los atomos dentro del la cara rea de la cara de la celdaDensidad planar:DP= # de tomos que quedan dentro de la superficie del plano/Area de la cara

Alotropia y PoliformismoConcepto de alotropiaConcepto de poliformismoEjemplos: Fe, Ti, Diamante,etc.

Resumen de los los parmetros de red para el grupo Cubico y Hexag., tpicos en los metales