5. ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES

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1 5. ESTRUCTURA DE LOS Descripción de l form como se rregln los elementos constitutivos dentro de un mteril. Influye en sus propieddes, unque no cmbie l composición químic. Estructur Atómic Estructur Moleculr Estructur Grnulr (Microestructur) Estructur Multifásic (Mcroscópico) 5.1 ESTRUCTURA ATÓMICA: L disposición de los electrones fect el comportmiento eléctrico, mgnético, térmico y óptico. Dimensiones: 1x10-10 m (Amstrong Å) ESTRUCTURA MOLECULAR: Ls moléculs se formn por medio de l disposición o rreglo de los átomos trvés de enlces químicos. Dimensiones: 1x10-9 m (Nnómetros) Sólidos Amorfos: Se formn cundo los átomos se enlzn en desorden o letorimente, orden de corto lcnce. Son trnsprentes como el vidrio. Sólidos Cristlinos: Se formn cundo los átomos y ls moléculs tienen un orden geométrico que se repite en 3 dimensiones, orden de lrgo lcnce. Son opcos como los metles. lgudo86@yhoo.com

2 5.3 ESTRUCTURA GRANULAR: Ls estructurs cristlins se repiten dentro del mteril en regiones de propieddes similres llmds grnos. El tmño y l form de los grnos influye en el comportmiento del mteril. Es l microestructur del mteril observble l microscopio. Dimensiones: 1x10-6 m (micrómetros) ESTRUCTURA DE FASES: L Tempertur, l presión tmosféric y l composición químic de los mteriles influyen en l fse o estdo del mteril. El Agu present diferentes fses o estdos: Sólido, líquido y gs, dependiendo de l presión y l tempertur. El hierro y el cero tienen diferentes fses dependiendo de l tempertur y el porcentje de Crbono en l composición de l leción Fe C. Dimensiones: 1x10-3 (milímetros), ls fses se pueden precir simple vist ESTRUCTURA AMORFA: - Ordenmiento de átomos y iones de corto lcnce: mteril No cristlino. Ls prtículs se ubicn letorimente, sin un rreglo interno ordendo. - Sólidos rígidos con ciert durez - Al romperse se obtienen forms irregulres - L myorí de sólidos morfos son trnsprentes - Presentn tempertur de trnsición vítre y tempertur de fusión, (primero se blndn y luego se funden). - Algunos Mteriles cerámicos y lgunos Polímeros, por ejemplo: Vidrios, Acrílico, Cers, Asflto, Prfin, geles. lgudo86@yhoo.com

3 6. ESTRUCTURA CRISTALINA - Los mteriles Cristlinos: Presentn un rreglo interno ordendo, bsdo en minúsculos cristles individules cd uno con un form geométric determind. - Los cristles se obtienen como consecuenci de l repetición ordend y constnte de ls uniddes estructurles (átomos, moléculs, iones) - Al romperse se obtienen crs y plnos bien definidos. - Presentn puntos de fusión definidos, l clentrlos suficientemente el cmbio de fse ocurre de un mner brupt. - Ejemplos: NCl, Scros, Sles en generl, Metles, Algunos polímeros, Algunos cerámicos. - Algunos Mteriles pueden ser semicristlinos con uns regiones cristlins y otrs regiones morfs CELDA UNITARIA: El cristl individul es llmdo celd unitri, está formdo por l repetición de ocho átomos. El cristl se puede representr medinte puntos en los centros de esos átomos. RED CRISTALINA: Ordenmiento espcil de átomos y moléculs que se repite sistemáticmente hst formr un Cristl PARÁMETROS DE RED El tmño y l form de l celd unitri se especific por l longitud de ls rists y los ángulos entre ls crs. Cd celd unitri se crcteriz por seis números llmdos Prámetros de Red, Constntes de Red o Ejes Cristlográficos. L longitud de ls rists se expres en nnómetros o Angstrom, est longitud depende de los diámetros de los átomos que componen l red. lgudo86@yhoo.com

4 6.1 REDES DE BRAVAIS Existen 7 sistems cristlinos básicos: Cúbico, Tetrgonl, Hexgonl, Ortorrómbico, Monoclínico, Triclínico y Romboédrico. A prtir de estos sistems se ordenn los átomos en 14 rreglos distintos de puntos de red llmdos Redes de Brvis: CS FCC Prámetros de red: = b = c Ángulos: 90 Volumen = ³ BCC TS Prámetros de red: = b c Ángulos: 90 Volumen = ²c TC HCP Prámetros de red: = b c Ángulos: 90, 90, 120 Volumen = 0.866²c OS OC OB OCC Prámetros de red: b c Ángulos: 90 Volumen = bc lgudo86@yhoo.com

5 MS MB Prámetros de red: b c Ángulos: 90, 90, < 90 Volumen = bc T Prámetros de red: b c Ángulos: los tres diferentes 90 Volumen = bc 1-cos²α-cos²β-cos²γ+2cosα cosβ cos γ R Volumen = ³ 1-3cos²α+2cos³α Prámetros de red: = b = c Ángulos: Los tres igules PARÁMETROS DE RED RED CÚBICA SIMPLE (CS) RED CÚBICA CENTRADA EN EL CUERPO (BCC) (Vist Superior) (Alzdo del Triángulo) = 2r V = ³ = 8r³ = 4r 2 = 4r/ 3 V = ³ = 64r³/3 3 lgudo86@yhoo.com

6 6.2.3 RED CÚBICA CENTRADA EN LAS CARAS (FCC) (Vist Frontl) 2 2 = 4r = 4r/ 2 V = ³ = 64r³/2 2 ATOMOS POR CELDA: Número de átomos que ocupn l celd unitri NÚMERO DE COORDINACIÓN: Número de átomos que se encuentrn en contcto directo lrededor de un átomo. Es l cntidd de vecinos más cercnos que tiene cd átomo. FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO: Frcción de espcio ocupd por los átomos dentro del cubo F. E. = Vol átomos / Vol Celd unitri = (átomos por celd)(vol átomo) / Vol cubo Vol átomo = 4πr³/3 CS BCC FCC Átomos por celd Número de Coordinción Fctor de empquetmiento 0,52 0,68 0,74 Mteriles cristlinos: Polonio, Mngneso α Fe α, Ti α, W, Mo, Nb, T, K, N, V, Zr, Cr Co, Fe γ, Cu, Au, Pt, Ag, Pb, Ni, Al lgudo86@yhoo.com