ARREGLOS ATÓMICOS E IONICOS.

FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINA

ESTRUCTURA CURRICULAR

INGENIERIAS

MATERIA

CIENCIA DE LOS MATERIALES

GUIA DE APRENDIZAJE

02

ACTIVIDAD E-A-E

ARREGLOS ATÓMICOS E IONICOS

ESTUDIANTES:

Andrea fuentes

Mabel Santiago

Ana María

Dylan castrellon

Maira Vence

DOCENTE

CÉSAR E. RIOS HERNÁNDEZ

Valledupar

2013

1. Explique por qué no hay red de Bravais tetragonal centrada en las caras.

Al ser iguales por simetría, los planos (100) y (010) no puedencentrarse independientemente, y, a su vez, no pueden hacerlo simultáneamente porque ellodestruye la homogeneidad de los planos de la misma familia. Sin embargo, los planos diagonales, que son también redes rectangulares, pueden centrarse dando origen a la red tetragonal centrada en el interior,

1. ¿Cuál es la diferencia entre un alótropo y polimorfo?

Alotropía significa MUTACION o CAMBIO por ejemplo Propiedad de algunos elementos químicos de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes, como el oxígeno (oxígeno atmosférico O2 y ozono O3), o con características físicas distintas, como el fósforo (fósforo rojo y fósforo blanco) o el carbono (grafito y diamante). Y Polimorfismo significa (Poli) VARIOS (Morfos) FORMAS
Cualidad de lo que tiene o puede tener distintas formas. Por ejemplo Propiedades de las especies de seres vivos cuyos individuos pueden presentar diferentes formas o aspectos, bien por diferenciarse en castas, como las termitas, bien por tratarse de distintas etapas del ciclo vital, como la oruga y la mariposa.

1. ¿Cuáles son  las diferentes formas polimórficas  de la zirconia?

La zirconia tiene estructura de fluorita, pero a diferencia de esta presenta estados polimórficos, los cuales son: Monoclínica (25 C), Tetragonal (1170 C), Cubica (2370 ± 2680C), Ortorrómbica (Altas presiones). Donde si bien las simetrías del cristal se modifican su estado de coordinación permanece inalterado. Todas estas trasformaciones son displacidas y reversibles.[pic 1]

El ZrO2 entre temperaturas 2682ºC > T > 2370ºC (la Tm=2680ºC) adquiere una simetría cúbica, para 2370ºC> T > 1240ºC adquiere simetría tetragonal con relación de parámetros c/a=1,02, ya para 1240ºC >T adquiere simetría monoclínica. Estos cambios de simetrías causan enormes variaciones en sus propiedades mecánicas, entonces disolviendo CaO en un sustrato de ZrO2 se puede estabilizar la fase cúbica para su uso tecnológico en conductor de O2 en las celdas de combustible.

1. ¿Explique la importancia de las direcciones cristalográficas, considerando un ejemplo de su aplicación?

Las direcciones cristalográficas se utilizan para describir direcciones específicas en la celda unitaria, también para indicar determinada orientación de un cristal. Como las direcciones son vectores, una dirección y su negativa representan la misma línea, pero en dirección opuesta; una dirección y su múltiplo son iguales, es necesario reducir a enteros mínimos.

Se usan para indicar determinadas orientaciones de un solo cristal o de un material policristalino. En muchas aplicaciones, es útil describirlas. Por ejemplo: los metales se deforman por más facilidad en direcciones a lo largo de las cuales los átomos están en contacto más estrecho.
Su importancia es: (Mecanismos de deformación)

• El deslizamiento cristalográfico ocurre en los planos de mayor empaquetamiento.
• Identificación de fases por difracción de Rayos X.

1. ¿Por qué las aleaciones de Fe-Si que se usan en aplicaciones magnéticas tienen “grano orientado”?

Porque es mucho más fácil magnetizar el hierro en la dirección [100], por tanto este tipo de artefactos se orientan en esta dirección.

1. ¿Cómo se usa la influencia de la dirección cristalográfica sobre las propiedades magnéticas  en los materiales magnéticos para aplicaciones en medio de grabación?

Se identifican las direcciones que tengan mayor facilidad de magnetización y se orientan los granos del material en dicha dirección.

1. Para envolver alimentos, se usa una lámina de aluminio con un espesor aproximado de 0.001 pulg. Suponga que todas las celdas unitarias del aluminio están arregladas de tal modo que aₒ es perpendicular a la superficie de la hoja. Para un trozo cuadrado de 4x4 pulg, determine

1. La cantidad total de celdas en ella y
2. El espesor de la hoja en cantidad de celdas unitarias.

1. El Mn-α tiene una estructura cúbica con aₒ = 0.8931 nm y su densidad es 7.47 g/cm³. El Mn-β tiene una estructura cúbica distinta, con aₒ = 0.6326 nm y una densidad de 7.26 g/cm³. El peso atómico del manganeso es 54.938 g/mol y su radio atómico es 0.112 nm.  Determine el cambio porcentual de volumen que tiene lugar cuando el Mn-α se transforma en Mn-β.

1. Calcule la densidad teórica de las tres estructuras polimorfa de la zirconia. Las constantes de red de las forma monoclínica son a = 5.126, b = 5.191 y c = 5.304 Ǻ, respectivamente. El ángulo β, de la celda unitaria monoclínica es 98.9°. Las constantes de red de la celda unitaria tetragonal son a = 5.094 y c = 5.304 Ǻ, respectivamente. La zirconia cúbica tiene una constante de red de 5.124 Ǻ.

1. De acuerdo con la información presentada en este capítulo, calcule el cambio de volumen que hay cuando la forma cúbica de la zirconia se transforma en tetragonal.

1. La zirconia monoclínica no sirve para fabricar sensores de oxígeno u otros dispositivos. Explique por qué.

Se usa el circonio monoclínico como un semiconductor que permite medir la diferencia de tensión entre un medio rico en oxigenó (el aire ambiente) y otro pobre en oxígeno (los gases que salen por el escape del auto) que es proporcional a la concentración de oxigeno. Un poco antes el artículo aclara que es necesario precalentar el sensor a 300°C para que este dispositivo alcance su nivel optimo de sensibilidad, por lo que todos los sensores de oxígeno modernos integran una resistencia que proporciona el calor.

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