INTRODUCCIN A LA CIENCIA DE MATERIALES

CAPTULO 2 ESTRUCTURA DE LOS

MATERIALES

VCTOR HUGO RODRGUEZ SANCHEZ

LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS

EXISTEN 103 ELEMENTOS EN LA TABLA PERIDICA. LOS ELEMENTOS METLICOS OCUPAN LA PORCIN IZQUIERDA Y CENTRAL, LOS NO METALES ESTN HACIA LA DERECHA. HAY UNA ZONA DE TRANSICIN OCUPADA POR LOS METALOIDES. A CONDICIONES AMBIENTALES CADA UNO TIENE SU FASE NATURAL BIEN SEA COMO SLIDO, LQUIDO O GAS.

LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS

LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS

EN LA TABLA LAS SIMILITUDES SE DAN ENTRE LOS ELEMENTOS DE UNA MISMA COLUMNA DEBIDO A SU ESTRUCTURA ATMICA. EL NMERO DE ELECTRONES EN LA CAPA MAS ALEJADA SON LLAMADOS ELECTRONES DE VALENCIA

LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS

ESTADO SLIDO

AUNQUE LOS MATERIALES SE PUEDEN ENCONTRAR EN CUALQUIER ESTADO DE AGREGACIN , ES EN LOS SLIDOS DONDE TIENE LA MAYOR IMPORTANCIA EL ORDENAMIENTO ESPACIAL: LA ESTRUCTURA ESPACIAL DEL SLIDO CONTRIBUYE A DEFINIR SUS PROPIEDADES.

ESTADO SLIDO. EN EL ESTADO SLIDO LOS TOMOS ESTN EMPAQUETADOSMANTENIENDO POSICIONES MAS O MENOS FIJAS. AQUELLOS SLIDOS EN LOS QUE LA ESTRUCTURA PRESENTA REGULARIDAD ESPACIAL O PERIODICIDAD SE CONOCEN COMO CRISTALINOS, LOS QUE NO POSEN NINGN TIPO DE ORDEN SE CONOCEN COMO AMORFOS

TIPOS DE ENLACE ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES SE DEBEN AL TIPO DE ENLACE, LO QUE A SU VEZ PERMITE CLASIFICARLOS COMO: MATERIALES (CRISTALES) INICOS MATERIALES COVALENTES MATERIALES METLICOS MATERIALES DE VAN DER WAALS

MATERIALES INICOS DISTRIBUCIN REGULAR DE IONES POSITIVOS Y NEGATIVOS. EJ: NaCl, KCl Y CsCl. SON CONDUCTORES POBRES DE CALOR Y DE ELECTRICIDAD, SON DUROS, FRAGILES Y TIENEN ALTO PUNTO DE FUSIN.

MATERIALES COVALENTES LOS TOMOS ESTAN UNIDOS POR ENLACES DIRECCIONALES. EJ: EL DIAMANTE. SON SEMEJANTES A MACROMOLCULAS 3D. SON MUY DUROS Y POBRES CONDUCTORES . SON TRANSPARENTES.

MATERIALES METLICOS FORMADOS POR ELEMENTOS CON ENERGA DE IONIZACIN BAJA Y CON UNOS POCOS ELECTRONES ENLAZADOS DBILMENTE EN SUS CAPAS EXTERIORES. EJ: ALUMINIO. TIENEN ALTA RESISTENCIA, DUCTILIDAD Y SON BUENOS CONDUCTORES. .

MATERIALES DE VAN DER WAALS INCLUYE LOS DE ENLACE DE HIDRGENO COMO H2O Y HF, PRESENTAN GRAN POLARIDAD. SON BLANDOS Y POCO RESISTENTES, TIENEN PUNTO DE FUSIN BAJO. .

ORDEN ATMICO HAY TRES NIVELES DE ARREGLO ATMICO: SIN ORDEN (a) ORDEN DE CORTO ALCANCE (b) Y (c) Y ORDEN DE LARGO ALCANCE (d)

ORDEN DE LARGO ALCANCE LOS TOMOS FORMAN UN PATRN REPETITIVO EN FORMA DE RED. LA RED DIFIERE DE UN MATERIAL A OTRO. LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN MATERIAL SE REFIERE AL TAMAO, LA FORMA Y LA ORGANIZACIN ATMICA DENTRO DE LA RED.

CELDA UNITARIA ES LA SUBDIVISIN DE LA RED CRISTALINA QUE SIGUE CONSERVANDO LAS CARACTERSTICAS DE TODA LA RED. AL APILAR CELDAS UNITARIAS SE CONSTRUYE TODA LA RED.

REDES DE BRAVAIS HAY 14 TIPOS DE REDES UNITARIAS AGRUPADAS EN 7 SISTEMAS CRISTALINOS. LOS PUNTOS DE RED ESTAN LOCALIZADOS EN LAS ESQUINAS DE LAS CELDAS UNITARIAS, EN CUALQUIERA DE LAS CARAS O EN EL CENTRO DE LA CELDA UNITARIA.

TIPOS DE CELDAS UNITARIAS O REDES DE BRAVAIS

CARACTERSTICAS DE LOS SIETE SISTEMAS CRISTALINOS

SISTEMAS CRISTALINOS CBICOS

RED HEXAGONAL COMPACTA

CARACTERSTICAS DE CRISTALES METLICOS COMUNES

TRANSFORAMACIONES ALOTRPICAS

LOS MATERIALES QUE PUEDEN TENER MAS DE UNA ESTRUCTURA CRISTALINA SE LLAMAN ALOTRPICOS O POLIMRFICOS. EJ: EL HIERRO A BAJAS TEMPERATURAS TIENE UNA ESTRUCTURA CC Y A ALTAS TEMPERATURAS TIENE UNA ESTRUCTRUA CCC.

PLANOS EN LA CELDA UNITARIA LOS METALES SE DEFORMAN EN AQUELLOS PLANOS EN QUE LOS TOMOS ESTN EMPAQUETADOS MAS ESTRECHAMENTE. ESTOS PLANOS SON LOS MAS SIGNIFICATIVOS.

IMPERFECCIONES DE LOS CRISTALES HAY TRES TIPOS DE IMPERFECCIONES RETICULARES: DEFECTOS PUNTUALES DEFECTOS LINEALES O DISLOCACIONES DEFECTOS DE SUPERFICIE LAS IMPERFECCIONES REPRESENTAN DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA MAS NO DEL MATERIAL MISMO.

DEFECTOS PUNTUALES INVOLUCRAN UN TOMO O VARIOS TOMOS, SE PUEDEN INTRODUCIR POR CALENTAMIENTO, POR ALEACIONES O POR IMPUREZAS: VACANCIA INTERSTICIO ATOMO SUSTITUCIONAL ATOMO SUSSTITUCIONAL GRANDE VACANCIA DE PAR INICO (SHOCKTY) DESPLAZAMIENTO INICO (FRENKEL)

DEFECTOS PUNTUALES

DISLOCACIONES

SE INTRODUCEN EN EL PROCESO DE SOLIDIFICACIN DEL MATERIAL O AL DEFORMARLO. SE IDENTIFICAN DOS TIPOS DE DISLOCACIONES: DISLOCACIONES DE TORNILLO DISLOCACIONES DE BORDE

DISLOCACIONES DE TORNILLO ES UNA ESPIRAL DENTRO DE UNA ESTRUCTURA RETICULAR QUE SE ENROSCA ALREDEDOR DE UNA IMPERFECCION LINEAL AL IGUAL QUE UN TORNILLO SE ENROSCA ALREDEDOR DE SU EJE

DISLOCACIONES DE BORDE ES LA ORILLA DE UN PLANO EXTRA DE ATOMOS QUE EXISTE EN LA CELDA.

DEFECTOS DE SUPERFICIE SE EXTIENDEN EN DOS DIMENSIONES PARA FORMAR UN LMITE, COMO POR EJEMPLO LOS LIMITES DE GRANO.