Estructura de los materiales

Transcripción

1 Esrucura de los maeriales

2 Esrucura de los maeriales e Todos los maeriales esán inegrados por áomos los que se organizan de diferenes maneras, dependiendo del maerial que se rae y el esado en el que se encuenra. Gas - Sólido - Líquido m Un sólido es un maerial que posee forma y volumen definidos y que es una susancia consiuida por áomos meálicos, áomos no meálicos, iones ó moléculas.

3 Esrucura de los maeriales Elecrones Proones Neurones Áomos Moléculas Amorfas Crisalinas Granos crisalinos Superesrucuras Defecos Ec. Propiedades Elecrónicas Magnéicas Elécricas Propiedades insensibles a la Microesrucura Propiedades sensibles a la Microesrucura Ec.

4 Esrucura de los maeriales m Los sólidos se pueden clasificar eniendo en cuena el arreglo inerno de sus parículas, en amorfos y crisalinos. maeriales amorfos Maeriales en los que sus áomos siempre esán en desorden o desalineados aún en su esado sólido. No presenan una disposición inerna ordenada por lo ano no ienen ningún parón deerminado. Amorfo quiere decir que no ienen forma. maeriales crisalinos Cuando las moléculas que componen un sólido esán acomodadas regularmene, decimos que forman un crisal, y al sólido correspondiene le llamamos sólido crisalino o fase. Porque las parículas macroscópicas que los forman (los crisales) ienen formas regulares: si examinamos crisales de cloruro de sodio bajo una lene de aumeno, veremos que los crisales ienen forma de pequeños cubos.

5 Esrucura de los maeriales Esrucura periódica o repeiiva c Orden de largo alcance (alrededores idénicos) Resula de la organización periódica de punos en el espacio, a lo cual se le asocia un moivo paricular Concepos de crisalografía

6 Esrucura de los maeriales El sisema es al que puede ser descripo por una celda unidad. c La celda unidad que conienen un único puno de red (mínimo volumen posible) se llaman celdas primiivas. En el espacio la represenación coniene seis parámeros (a, b, c, ß, Represenación geomérica de la esrucura crisalina

7 Esrucura de los maeriales c Celda uniaria: Es la unidad esrucural que se repie en un sólido, cada sólido crisalino se represena con cada uno de los siee ipos de celdas uniarias que exisen y cualquiera que se repia en el espacio ridimensional forman una esrucura divida en pequeños cuadros. A un modelo simérico, que es ridimensional de varios punos que define un crisal se conoce como una red crisalina. Puno reicular: ión, áomo o molécula que se repie infiniamene Líneas recas imaginarias que forman la Celdilla unidad El parón se repie en el espacio y forma el reículo crisalino

8 Esrucura de los maeriales Sisemas crisalinos y Redes de Bravias c o Son una disposición infinia de punos discreos cuya esrucura es invariane bajo raslaciones. Esas propiedades hacen que desde odos los nodos de una Red de Bravais se enga la misma perspeciva de la red. o Los punos de una red de Bravais son equivalenes. o Mediane eoría de grupos se ha demosrado que solo exise: 1 red unidimensional: simple secuencia de nodos equidisanes enre sí 5 redes bidimensionales: paralelogramos (2D) 14 modelos de redes ridimensionales: paralelepípedos (3D) En el caso más sencillo, a cada puno de red le corresponderá un áomo, pero en esrucuras más complicadas, como maeriales cerámicos y compuesos, cienos de áomos pueden esar asociados a cada puno de red formando celdas uniarias exremadamene complejas. La disribución de esos áomos o moléculas adicionales se denomina base aómica y esa nos da su disribución denro de la celda uniaria.

9 Esrucura de los maeriales Sisemas Crisalinos y Redes de Bravias c La condición de orden de largo alcance limia la canidad de geomerías posibles. Esas fueron organizadas en 7 sisemas.

10 Esrucura de los maeriales Esrucuras Cerámicas

11 Esrucura de los maeriales Esrucuras de los Polímeros

12 Esrucura de los maeriales Proceso de Crisalización en los Meales y Aleaciones Líquidas 1. Calenados por encima de su puno de fusión, los áomos se agrupan al azar y son poradores de elevada energía y movimieno 2. A medida que el líquido se enfría la energía de algunos áomos disminuye y su movilidad denro de la masa ocupando una posición más orienada. 3. Alcanzada la emperaura de solidificación, esos grupos aislados de áomos quedan ya orienados y enlazados como el crisal elemenal, adquiriendo una esrucura rígida de orienación los unos respeco a los oros. 4. Los áomos vecinos cuando pierden la energía érmica necesaria, se agregan al crisal elemenal formado nuevos crisales elemenales unidos y comienzan a formar redes crisalinas en crecimieno alcanzado ciero amaño se convieren en núcleos de crisalización.

13 Esrucura de los maeriales Proceso de Crisalización en los Meales y Aleaciones Líquidas 5. La red crisalina crece en unas direcciones más que en oras, así los crisales adquieren una forma alargada y consiuyen en los llamados ejes de crisalización. 6. A parir de los primeros ejes, en direcciones perpendiculares, iene lugar el crecimieno de nuevos ejes. Ese ipo de crisalización, que recuerda a un cuerpo ramificado, se conoce como dendríico, y el crisal formado dendria. 7. Los crisales enrar en conaco, lo que impide la formación de crisales geoméricamene correcos, después de la solidificación complea adquieren un carácer casual. Tales crisales se denominan granos y los cuerpos meálicos, compuesos de un gran número de granos, se denominan policrisalinos.

14 Esrucura de los maeriales Para elaborar una pieza meálica desde el maerial fundido, las condiciones reales de crisalización se aparan en mucho de las ideales, en ese caso: o o o o o En el meal siempre hay impurezas. Las emperauras de fusión son alas. Las velocidades de enfriamieno relaivamene alas. La ransferencia de calor de la masa fundida al medio es diferene en diferenes direcciones. Las pares más cercanas a las paredes del molde se enfrían a una velocidad mucho mayor que las más ineriores. Cada una de esas condiciones perurbadoras produce cambios a la red crisalina y dan lugar a la formación de los granos (crisales imperfecos).

15 Esrucura de los maeriales Microesrucuras Las esrucuras crisalinas no son perfecas. En los meales se encuenran impurezas que influyen sobre el proceso de crisalización y que deforman la red espacial del crisal.

16 Esrucura de los maeriales Microesrucuras Defecos Puniformes. Debido al conaco enre los crisales en crecimieno que impide el enlace correco, los áomos pueden falar, y en consecuencia el crisal elemenal queda deformado. Esos nudos no ocupados por los áomos se llaman vacancias. Al conrario, a veces en el crisal elemenal puede enconrarse un áomo sobrane, ales áomos se llaman áomos inersiciales.

17 Esrucura de los maeriales Microesrucuras Defecos lineales o dislocaciones. El hecho de que una pare considerable de las impurezas se segregan en el maerial hacia esas zonas limírofes de los granos le reduce aun más su esabilidad. De esa forma denro del meal solidificado se producen zonas de resisencia y esabilidad reducida, que comúnmene bordean los granos del maerial. Esas zonas se conocen como dislocaciones. La presencia de las dislocaciones en la esrucura crisalográfica de los meales esá direcamene relacionada con la capacidad de esos de resisir deformaciones plásicas sin romperse. Esas dislocaciones se convieren en planos de deslizamieno en las zonas límies de los crisales.

18 Esrucura de los maeriales Microesrucuras Solidificación y Aleación De Los Meales Los meales al ser calenados pueden modificar su esado físico, las que van desde la aleración de algunas de sus propiedades hasa un cambio de su esado sólido al líquido. El qué an rápido o con qué ana energía se logra un cambio de esado en un meal dependerá de los maeriales que lo inegran. Se debe recordar que casi nunca se uilizan meales puros. A la combinación química de dos o más meales se le llama aleación. Muchas de las propiedades de los meales esán relacionadas con la esrucura crisalina y ambién con el enlace meálico, ales como: o densidad o dureza o puno de fusión o conducividad elécrica y calorífica Ninguna propiedad depende ano de la formación de la esrucura crisalina como las propiedades mecánicas: la maleabilidad, ducilidad, resisencia a la ensión, emple.

19 Tecnología I Diseño Indusrial Un diseñador indusrial es quien esá calificado por el enrenamieno, el conocimieno écnico, la experiencia y la sensibilidad visual para deerminar los maeriales, los mecanismos, la forma, el color, los finales de la superficie y la decoración de los objeos que son reproducidos en canidad por procesos indusriales. El diseñador indusrial puede, en diversas eapas, ser referido a odos o solamene a algunos de esos aspecos de un objeo producido indusrialmene. El diseñador indusrial puede ambién ser referido a los problemas de empaquear, de hacer publicidad, de exhibir y de exponer cuando la resolución de ales problemas requiere el aprecio visual además de conocimieno écnico y de experiencia. El diseño de ar and craf usados en indusrias o comercios, donde los procesos a mano se uilizan para la producción, se juzgan como diseñado indusrial cuando los rabajos que se producen, o sus dibujos o modelos son de una nauraleza comercial, se hacen en hornadas o de ora manera en canidad, y no son rabajos personales del aresano o del arisa. En sepiembre de 1959 celebraron al primer congreso de Icsid y a la Asamblea General en Esocolmo Suecia gracias