Ciencia De Los Materiales

TALLER DE CIENCIA DE LOS MATERIALES

PRESENTADO A:

CRISTIAN PEDRAZA YEPES

PRESENTADO POR:

YOHANA CASTILLO

JULIO LEMUS

MARCOS TORRES

GRUPO:

CN4

UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC

PROGRAMA DE INGENIERIA

2014

Sólidos cristalinos: Los sólidos cristalinos están compuestos por átomos cuya estructura están ordenados de manera regular formando redes cristalinas, cuya configuración regular puede alcanzar distancias muy grande.

Una base para clasificar los sólidos cristalinos es la naturaleza de las fuerzas que mantienen unidos los átomos en el ordenamiento de la red cristalina. La energía de cohesión de los átomos en un cristal, depende de las fuerzas de enlace dominantes entre esos átomos.

Los sólidos cristalinos pueden ser de carácter iónicos, covalentes, moleculares o metálicos.

Existe una variedad de sólidos cristalinos tales como la sal de mesa (Cloruro de sodio NaCl) y el azúcar (sacarosa C12H22O11). A su vez existen otros elementos con estructura cristalinos como el Silicio, el Germanio y el Galio.

Orden de largo alcance: es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende

Por todo el sólido, formando un patrón repetitivo, regular, que resulta en una red. Los

Materiales pueden diferenciarse entre sí por el tipo de red que posean. El tipo de red de un

Material depende del tamaño de los átomos o iones, y del tipo de enlace.

Al patrón geométrico que sigue una red de un material se le denomina estructura

Cristalina, y se define en función de su tamaño, forma y ordenamiento atómico.

Orden de corto alcance: es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende

Sólo a los vecinos más cercanos de éstos. A estas estructuras se les denomina como

Estructuras no cristalinas.

Ejemplos de estas estructuras son los vidrios, geles y recubrimientos por deposición de

Vapor,

Amorfos:que carece de tipo atómico de gran alcance

3.2

a) estructuras cristalinas: modelo regular tridimensional de átomos, iones o moléculas en el espacio. Red cristalina: distribución tridimensional de puntos en que cada uno de ellos tiene un entorno idéntico.

b) retícula espacial: El ordenamiento atómico en sólidos cristalinos puede representarse asimilando los átomos a los puntos de intersección de una red de líneas en tres dimensiones. Tal red se llama retículo espacial y puede ser descrita como una disposición de punto tridimensionalmente infinita. Cada punto de la red espacial tiene idéntico entorno y puede ser descrito por una disposición espacial mínima denominada celda unidad.

c) punto de retícula: Arreglo tridimensional de puntos en el que cada punto tiene los mismos vecinos.

d) celda unitaria: Una celda unitaria es la porción más simple de la estructura cristalina que al repetirse mediante traslación reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una distribución regular de átomos o iones en el espacio. Se trata de un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio tridimensional definiendo la estructura del cristal.

e) base: Al átomo, molécula o grupo de átomos o de moléculas que se debe asociar a cada nudo de la red para reproducir todo el cristal se lo denomina base o motivo. Así pues, una estructura cristalina real —un cristal— se construye colocando una base en cada una de las posiciones marcadas por la red de Bravías correspondiente (o sea en sus nudos). Es decir, los términos «red» y «estructura» no son sinónimos y no deberían confundirse, aunque es relativamente frecuente verlos empleados de modo incorrecto. Esquemáticamente, podemos resumir esta idea diciendo que estructura cristalina = red espacial + base.

3.3

a) 14 celdas unitarias de bravais:

3.4

La mayor parte de los metales cristalizan al solidificar en tres estructuras cristalinas de empaquetamiento compacto: cúbica centrada en el cuerpo (BCC), cúbica centrada en las caras (FCC) y hexagonal compacta (HCP). La estructura HCP es una modificación más densa de la estructura cristalina hexagonal sencilla. Los átomos en las estructuras cristalinas FCC y HCP están unidos del modo más compacto posible, el empaquetamiento es máximo. La estructura cristalina BCC no es una estructura totalmente compacta ya que los átomos aún podrían situarse más juntos.

Metales como el cromo, el hierro, el molibdeno, el potasio y el sodio tienen estructura cristalina BCC a temperatura ambiente (20oC).

Muchos metales como el aluminio, el cobre, el hierro y el níquel a elevadas temperaturas (912 a 1394oC) cristalizan en una estructura cristalina FCC.

El cadmio, el zinc, el magnesio, el cobalto y el titanio son cinco metales con estructura cristalina HCP a temperatura ambiente (20oC)

3.5

a) cuantos átomos hay dentro de la celda unitaria: la estructura unitaria BCC tiene 2 átomos

b) cual es el número de coordinación de los átomos: el número de coordinación de los átomos son 8

c) cual es la relación entre la longitud del lado A de la celda unitaria BCC y el radio de sus átomos: En la celda unitaria BCC los átomos de cada vértice entran en contacto entre sí a lo largo de la diagonal del cubo, como se muestra en la figura 3 .5 de tal suerte que la relación entre la arista del cubo a y el radio atómico R es

d)

Factor de empaquetamiento: es la fraccion del volumen de la celda unitaria que es ocupada por atomos. El factor de empaquetamiento da una idea de que tan bien apilados se encuentran los atomos en un material, y se calcula de la siguiente manera:

FE = ((numerodeatomosporcelda)(volumendeunatomo))/((volumendelaceldaunitaria))

0.68 factor de empaqutamiento

3.6

para una celda unitaria fcc

a)contiene 4 atomos

b)el numero de coordinacion de la celda fcc es 12

c)

d) el factor de empaquetamiento es 0.74

3.7

celda primitiva

Hay 2 atomos

Numero de coordinacion de 12

Factor de empaquetamiento 0.74

La razón c/a ideal para metales HCP es 1.633

3.8

Las posiciones de los átomos en la celda unitaria se localizan mediante distancias unitarias a lo largo de los ejes x, y y z, como se indica en la figura 3 . 10a. Por ejemplo, las coordenadas de posición para los átomos en la celda unitaria BCC se muestran en la figura 3 . 10b. Las posiciones atómicas para los átomos situados

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