Ciencia e Ingeniería de los Materiales

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Estructura, Arreglos y Movimientos de los Átomos

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Institución: Instituto Tecnológico Superior de Irapuato

Carrera: Mecatrónica

Materia: Ciencia e Ingeniería de los Materiales

Alumno: Juan Jose Guerrero Sanchez

Maestro: Jose Ricardo Luna Ramírez

Tarea #2

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Introducción.

A lo largo de esta investigación se espera obtener un conocimiento más amplio sobre lo que es los arreglos atómicos su estructura sus movimientos y también sus defectos, como éstos se relacionan con ingeniería y con la mecatrónica para ello se buscará mediante diversas fuentes de información cómo lo puede ser algunos documentos y libros, que serán de una fundamental ayuda a la hora de investigar los, se piensa empezar investigar desde cero que se había una recapitulación de los conocimientos previos como lo pueden ser los átomos y sus movimientos además de sus partículas subatómicas manera en la que influyen está últimas en el comportamiento del átomo, después de ellos se empieza comenzar a hablar del tema ecuación que en este caso serían los defectos e imperfecciones para ello se investigará nuevos conceptos , como lo son las celdas unitarias y los cristales imperfectos.

Ya que gracias a ello , se espera conocer más acerca de este nuevo campo que lo es las ciencias y comportamiento de los materiales, y que en lo personal y como ya se ha hablado anteriormente el comportamiento de los átomos es fundamental en el uso y estructura de un material, lo tanto este tema no será la excepción ya que se espera tengo convencimiento amplio sobre el campo de estudio actual y de esta manera estar más preparado. Esta investigación se tratará de hacer lo más resumida posible y que no sólo este resumida, sino también que sea lo más entendible y ampliamente completa para su correcto uso didáctico.

Por ello se comenzara a investigar por así decirlo desde cero desde un principio en concreto , así se espera lograr una información lo mas completa que se pueda , y que a su vez atraiga al lector a leer mas , y que lo incite a saber mas sobre el tema, ya que por lo que veo este será un tema de gran importancia en mi carrera, y en mi conocimiento, por lo que tratare de cubrir todos los huecos posibles de esta investigación, a lo que me refiero con esto es que no me deje dudas al momento de terminar la investigación del tema solicitado, una ventaja a tomar en cuenta es que se tiene, ayuda de diversas fuentes de investigación confiables, como se menciono anteriormente ya que no todo lo que se ve hoy en día puede ser verdad, y que mejor que consultarlo con fuentes de información confiables.

Una vez cumpliendo uno de los objetivos planteados anteriormente, se espera conocer los conocimientos básicos a un nivel adecuado para un estudiante universitario promedio, esa manera preparando lo mejor para su desempeño dentro de la carrera y en si dentro de la industria de la mecatrónica, como resultado un temario de varios conceptos fundamentales de este tema y su relación con la industria, la ciencia, la química y en la mecatrónica.

Desarrollo.

1.3 Defectos y imperfecciones.

En primer lugar, como todos sabemos, un átomo está compuesto por un núcleo muy pequeño, y está compuesto por protones y neutrones. Este ultimo está rodeado por electrones en movimiento, y tanto los electrones como los protones están eléctricamente cargados. Los electrones e representan con un signo negativo, mientras que los protones con un símbolo positivo. Los neutrones son eléctricamente menos por lo que son representados con un signo positivo y uno negativo. La masa de estas partículas subatómicas es infinitamente pequeña, además de que las masas de los protones y neutrones son aproximadamente las mismas (1,67 x 10-27 kg), esto a su vez es significativamente mas que la de un electrón (9.11 x 10-31 Kg). Una vez aclarado el punto anterior y tomado algunos conceptos clave como el átomo, neutrones, protones y electrones , se puede decir que la estructura de un material depende completa mente de los conceptos ya mencionados, por lo que en la estructura cristalina de un material, es decir su orden atómico, molecular, e iónico., Hay muchas estructuras cristalinas diferentes, sus números atómicos son una amplia gama de variedad, desde estructuras metálicas relativamente simples hasta estructuras complejas, como se ven en ciertos materiales como lo son los cerámicos y poliméricos. En materiales cristalinos, los átomos se encuentran de forma repetitiva o periódica, sobre grandes distancias atómicas de modo que están remotamente ordenados. Durante el proceso de solidificación de un material , los átomos se ordenan en un patrón tridimensional repetitivo en el que cada átomo está unido a sus átomos vecinos. (Callister J.R, 1985)

Celdas Unitarias.

La celda unitaria de la mayoría de las estructuras cristalinas es un paralelepípedo o prisma con tres conjuntos de caras paralelas, una de las cuales está dibujada dentro de un alcance determinado por esferas. La celda unitaria se elige para representar la simetría de la estructura cristalina de modo que todas las posiciones de los átomos en un cristal, se puedan generar mediante la translaciones de una celda unitaria a lo largo de sus ejes. Por lo tanto, la celda unitaria es la unidad estructural básica, y la estructura cristalina se define por su estructura geométrica y la posición de la red cristalina que esta compuesta por los átomos.

Estructuras Metálicas Cristalinas.

Los enlaces atómicos de este grupo de materiales son metálicos y, por tanto, no son de naturaleza direccional. En consecuencia, hay muy poca restricción en el número y la ubicación de los átomos más cercanos, lo que resulta en una cantidad relativamente baja de átomos. Usando el modelo de estructura cristalina de esferas rígidas para metales, cada esfera representa un ion y estos recogen los radios atómicos para diferentes metales. La mayoría de los metales básicos tienen Tres estructuras cristalinas relativamente simples: cúbica centrada en la cara, cúbica centrada en el cuerpo y hexagonal compacta.

Estructura Cubica de Centrada en Dos Caras.

Este tipo de estructura cristalina es común en algunos metales más conocidos como lo son el cobre, aluminio, plata y oro, ya que tiene una celda unitaria de geometría cúbica, con átomos ubicados en cada vértice y el centro de todas las caras del cubo, por lo que su nombre es estructura cristalina cúbica. Cabe resaltar que en esta estructura el centro del átomo está representado por un pequeño círculo para proporcionar una mejor vista en perspectiva de la posición del átomo.

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