¿CÓMO LA SOLUCIÓN SOLIDA PUEDE LLEVAR AL ENDURECIMIENTO DE LOS MATERIALES?

¿CÓMO LA SOLUCIÓN SOLIDA PUEDE LLEVAR AL ENDURECIMIENTO DE LOS MATERIALES?

EL ENDURECIMIENTO POR PRECIPITACIÓN SE BASA EN LOS CAMBIOS DE LA SOLUBILIDAD DE SÓLIDO CON LA TEMPERATURA PARA PRODUCIR PARTÍCULAS FINAS DE UNA IMPUREZA DE FASE, QUE IMPIDEN EL MOVIMIENTO DE DISLOCACIONES O DEFECTOS A TRAVÉS DE LA ESTRUCTURA DEL CRISTAL. DADO QUE LAS DISLOCACIONES SON A MENUDO LOS OPERADORES DOMINANTES DE LA PLASTICIDAD, ESTO SIRVE PARA ENDURECER EL MATERIAL.

ESTE TIPO DE ENDURECIMIENTO SE LOGRA DEBIDO A QUE SE LE AÑADEN IMPUREZAS AL MATERIAL. DICHAS IMPUREZAS DISTORSIONAN LA ESTRUCTURA CRISTALINA DONDE SE ALOJAN DEBIDO A QUE TIENEN UN TAMAÑO DIFERENTE AL DE LOS ÁTOMOS ORIGINALES.

A LAS DISLOCACIONES LES ES MÁS DIFÍCIL MOVERSE EN LAS CERCANÍAS DE LAS DISTORSIONES QUE SE FORMAN EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA LO CUAL CAUSA QUE LA RESISTENCIA DEL MATERIAL AUMENTE, ES DECIR, EL MATERIAL REQUIERE DE UNA FUERZA EXTERNA MAYOR PARA HACER QUE SUS DISLOCACIONES SE MUEVAN.

LA PRESENCIA DE IMPUREZAS EN EL MATERIAL TAMBIÉN CAUSA QUE LAS DISLOCACIONES QUEDEN “ADHERIDAS” A LA ESTRUCTURA CRISTALINA. IMPUREZAS DE TAMAÑO PEQUEÑO TIENDEN A ACUMULARSE EN LA ZONA DE COMPRESIÓN DE LAS DISLOCACIONES MIENTRAS QUE IMPUREZAS DE TAMAÑO GRANDE SE ACUMULAN EN LAS ZONAS DE TENSIÓN. LAS IMPUREZAS BUSCAN ESTAS ZONAS PORQUE SON LOS LUGARES DONDE MENOS DISTORSIÓN CAUSARÁ EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA, HACIENDO QUE LA ENERGÍA GUARDADA EN EL MATERIAL SEA MENOR.

¿CON QUE TÉCNICA SE PUEDE DETERMINAR LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS MATERIALES?

DIFRACCIÓN DE ELECTRONES, EN ESTA TÉCNICA SE HACE QUE UN HAZ DE ELECTRONES INCIDA SOBRE UNA MUESTRA DEL MATERIAL CUYA ESTRUCTURA CRISTALINA VAYA A SER ESTUDIADA, DE ESTE MODO SE PODRÁ OBSERVAR EL PATRÓN DE INTERFERENCIA RESULTANTE.  ESTE FENÓMENO SE DEBE GRACIAS A LA DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA, QUE ESTABLECE QUE UNA PARTÍCULA DE MATERIA (EN ESTE CASO EL ELECTRÓN QUE INCIDE) PUEDE SER DESCRITA COMO UNA ONDA. POR ESTA RAZÓN, UN ELECTRÓN PUEDE SER CONSIDERADO COMO UNA ONDA MUY SIMILAR AL SONIDO O A ONDAS EN EL AGUA.

CRISTALOGRAFÍA DE RAYOS X, ESTA TÉCNICA SE BASA EN LA DIFRACCIÓN DE RAYOS X, Y ESTA A SU VEZ SE FUNDAMENTAN EN LOS FENÓMENOS QUE APARECEN CUANDO UN HAZ DE RAYOS X DE UNA DETERMINADA LONGITUD DE ONDA INCIDEN EN UNA ESTRUCTURA CRISTALINA. EN EFECTO, LA RADIACIÓN X INCIDENTE PROVOCA QUE LOS ÁTOMOS DEL CRISTAL EMITAN UNA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA DE LA MISMA LONGITUD DE ONDA LA QUE EN CUANTO SE CUMPLEN CIERTAS CONDICIONES SE PRODUCE UNA DIFRACCIÓN. EN LA SIGUIENTE FIGURA SE MUESTRA UN CORTE DE UN CRISTAL QUE TIENE PLANOS ATÓMICOS CON UNA DISTANCIA INTERPLANAR DHKL, SIENDO HKL LOS ÍNDICES DE MILLER DEL PLANO CRISTALINO.

[pic 1]

MICROSCOPIA

ESTA SE DA POR TRES MÉTODOS DISTINTOS MICROSCOPIA ÓPTICA, MICROSCOPIA ELECTRÓNICA (BARRIDO Y TRANSMISIÓN) Y MICROSCOPIA POR FUERZA DE ATÓMICA.

EN LA MICROSCOPIA ÓPTICA SE UTILIZA LA TÉCNICA DE LUZ POLARIZADA, EN DICHA TÉCNICA SE EMPLEA UN MICROSCOPIO POLARIZADOR EL CUAL DEBIDO A SU CONSTRUCCIÓN BASADA EN DOS POLARIZADORES (UNO ENTRE EL CONDENSADOR Y LA MUESTRA Y EL OTRO ENTRE LA MUESTRA Y EL OBSERVADOR)  Y GRACIAS TAMBIÉN A QUE EL MATERIAL QUE SE USA PARA LOS POLARIZADORES SON PRISMAS DE NICOL O PRISMAS DE GLAN-THOMPSON (AMBOS DE CALCITA), DEJAN PASAR ÚNICAMENTE LA LUZ QUE VIBRA EN UN ÚNICO PLANO (LUZ POLARIZADA). ESTA LUZ PRODUCE EN EL CAMPO DEL MICROSCOPIO CLARIDAD U OSCURIDAD, SEGÚN QUE LOS DOS NÍCOLES ESTÉN PARALELOS O CRUZADOS, PERMITIENDO ASÍ IDENTIFICAR SUSTANCIAS CRISTALINAS.

LA MICROSCOPIA ELECTRÓNICA SE BASA EN EL USO DE MICROSCOPIOS ELECTRÓNICOS LOS CUALES GENERAN UN AS DE ELECTRONES PARA EXAMINAR OBJETOS A ESCALAS MUY PEQUEÑAS, EN ESTE CASO EXISTEN DOS TIPOS DE MÉTODOS LA MICROSCOPIA POR ELECTRÓNICA BARRIDO Y LA MICROSCOPIA ELECTRÓNICA POR TRANSMISIÓN.

LA MICROSCOPIA POR FUERZA ATÓMICA CONSISTE EN SONDEAR LA SUPERFICIE DE UNA MUESTRA CON UNA PUNTA MUY AGUDA, DE UN PAR DE MICRAS DE LARGO Y MENOS DE 100 Å DE DIÁMETRO. LA PUNTA SE LOCALIZA AL FINAL DEL BRAZO DEL CANTILEVER DE 100 A 200 MICRAS DE LARGO.

[pic 2]

DIFERENCIAS Y USOS DE LA TÉCNICA TEM Y LA TÉCNICA SEM

LA MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO O SEM CONSISTE EN HACER INCIDIR UN BARRIDO DE HAZ DE ELECTRONES SOBRE LA MUESTRA, ESTA TÉCNICA SE BASA EN EL PRINCIPIO DE MICROSCOPIA ÓPTICA SOLO QUE SUSTITUYENDO EL HAZ DE LUZ POR EL HAZ DE ELECTRONES LO CUAL NOS PERMITE TENER UNA MAYOR RESOLUCIÓN DE LA MUESTRA.

SUS APLICACIONES PRÁCTICAS SE DAN EN LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN PERMITIENDO ANALIZAR LA  MICROESTRUCTURA, FASES CRISTALINAS, IMPUREZAS EN LOS MORTEROS Y EL HORMIGÓN. MIENTRAS QUE EN LOS MATERIALES METÁLICOS PERMITE ESTUDIAR SUS FASES CRISTALINAS, ESTRUCTURA, COMPOSICIÓN, TEXTURA, TAMAÑO DE GRANO, ETC.

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