Tema 3 Flashcards
según la regularidad con que los átomos o iones estén dispuestos unos con respecto a los otros, ?en que dos patrones se pueden dar?
Si existe una disposición regular de los átomos que da por resultado un patrón que se repite en tres dimensiones, se dice que el material tiene un orden de largo alcance.
Si la disposición de los átomos es solo localizada y no se repite en tres dimensiones, se dice que el material tiene un orden de corto alcance
¿en que se pueden clasificar los materiales según la disposición de los átomos o moléculas en los sólidos?
Sólidos cristalinos: los átomos se sitúan en una disposición repetitiva durante largas distancias. Existe un orden atómico de largo alcance donde los átomos se organizan en un patrón tridimensional repetitivo
Sólidos amorfos: no presentan orden atómico de largo alcance. Sin repetitividad a grandes distancias
con que estan relacionadas Las propiedades de los sólidos cristalinos?
con su estructura cristalina, es decir, con el modo en que los átomos o iones se ordenan en el espacio
Modelo atómico de esferas rígidas
considera los átomos (o iones) como esferas sólidas con diámetros bien definidos. Las esferas representan átomos macizos en contacto
Red cristalina
disposición tridimensional de puntos coincidentes con las posiciones de los átomos (o centros de las esferas)
Celda unidad
La celda unidad o celdilla es la mínima unidad repetitiva que indica el ordenamiento atómico
Índice de coordinación
Número de átomos vecinos con los que está en contacto cada átomo en la estructura cristalina
Factor de empaquetamiento atómico
Fracción de volumen de las esferas rígidas que pertenecen a la celda unidad
Polimorfismo
Fenómeno que consiste en tener más de una estructura cristalina
alotropía
Fenómeno que consiste en tener más de una estructura cristalina en un solido elemental
Densidad
ecuacion
Monocristales
En un sólido cristalino, cuando la disposición atómica es perfecta en toda la muestra, estamos ante un monocristal
policristalinos
La mayoría de los sólidos cristalinos están formados por varios cristales más pequeños (monocristales). Dichos monocristales reciben el nombre de granos. Estos materiales son policristalinos
Nucleación
Crecimiento
Granos
Material policristalino
Después de que se forman los núcleos estables en un material en solidificación, crecen hasta formar cristales. En cada cristal los átomos están ordenados según un modelo regular pero la orientación de cada cristal varía
Cuando concluye la solidificación, los cristales se juntan unos con otros en diferentes orientaciones y forman límites cristalinos. Un material solidificado que contenga muchos cristales se llama policristalino y a los cristales que lo forman se les llama granos. Las superficies entre granos son lo que se conoce como límites de grano
que tres tipos de defectos existen?
Defectos puntuales (relacionados con una o máximo dos posiciones atómicas)
Defectos unidimensionales (lineales)
Defectos bidimensionales (interfaciales)
que tipos de defectos puntuales existen, explicalos
Vacantes
En una posición en la que debería existir un átomo hay una vacante
Se producen en la solidificación o por vibraciones
Todos los sólidos cristalinos contienen vacantes
Una vacante puede trasladarse a través de la red cristalina
Alrededor de la vacante se produce cierta distorsión local
Defectos autointersticiales
Los espacios entre atomos se denominan huecos intersticiales
Cuando un átomo ocupa estos huecos se produce un defecto intersticial
Dado que el hueco intersticial es muy pequeño en comparación al tamaño del átomo, se produce una elevada distorsión. Por ello, la formación de este defecto no es muy probable y existe en pequeñas concentraciones, significativamene menores que para las vacantes
Impurezas en sólidos
No existen los metales puros, siempre presentan impurezas
Al añadir átomos de impurezas diferentes al metal se forma una disolución sólida
El disolvente mantiene su estructura cristalina original
Los átomos nuevos se reparten homogéneamente por esa red cristalina
Hay dos tipos de disoluciones sólidas:
Sustitucional (los átomos de impureza reemplazan a los del metal) o intersticial (la impureza ocupa un hueco)
a que corresponde el numero de vacantes en una red cristalina?
a la ley de Arrhenius en su dependencia con la temperatura
Nv=N*exp^(-Qv/RT)
A mayor temperatura mayor número de vacantes
Como media se considera que un metal cerca de su temperatura de fusión presenta una vacante por cada 10000 átomos
que tipos de Defectos unidimensionales existen, explicalos
Defectos lineales o dislocaciones
Se denomina dislocación al entorno distorsionado existente entre dos zonas cristalinas perfectas. Existen distintos tipos de dislocaciones:
Dislocación de cuña o arista:
Un semiplano intermedio formado por átomos extra
T invertida:
Arriba de la línea de dislocación los átomos están comprimidos
Debajo de la línea de dislocación los átomos están tensionados
Dislocación de helicoidal:
el cortadura o torsion.
Al mirar la dislocación helicoidal desde arriba se observa la generación de rampas de planos
Dislocaciones mixtas:
La mayoría de las dislocaciones encontradas en los materiales cristalinos probablemente no sean totalmente de cuña ni totalmente helicoidales, sino que exhiben componentes de ambos tipos: dislocaciones mixtas
en los Defectos unidimensionales, a que se debe la deformacion permanente?
en la mayoría de los materiales cristalinos se debe al movimiento de las dislocaciones
que tipos de Defectos bidimensionales. Defectos interfaciales
Los defectos interfaciales separan dos zonas con estructura cristalina u orientación atómica diferentes. Entre estos defectos se encuentran:
Superficies externas:
Los átomos en superficie de cualquier estructura cristalina no están rodeados de todos los átomos posibles, por lo que su situación energética es mayor que la de los átomos internos
Los materiales tienden a reducir la cantidad de zona superficial para así reducir la energía total
Defectos de apilamiento:
Defecto que se genera al romperse la secuencia de apilamiento de planos
Límites de fase:
Se observan en los materiales polifásicos. En esa zona, las propiedades físicas y/o químicas varían mucho
que son los limites de grano
Es el límite entre dos granos con diferente orientación atómica
Los átomos se unen con menor regularidad a lo largo de un límite de grano y hay una energía interfacial o de límite de grano similar a la energía superficial
La magnitud de esta energía es una función del grado de desorientación, siendo mayor para límites de grano de ángulo grande
La energía interfacial total es menor en materiales de grano grueso que en los de grano fino, ya que hay menos área límite total
Los granos crecen a temperaturas elevadas para reducir la energía interfacial total
un material policristalino sigue siendo muy fuerte, debido a la presencia de fuerzas de cohesión en los límites de grano
que son los limites de macla
El límite de macla es un límite de grano particular en el que una zona del límite es imagen especular de la otra
como sucede la deformacion plastica?
En materiales cristalinos, al aplicar una carga y producir un esfuerzo de cortadura, las dislocaciones que hay en el material se desplazan a través del mismo, provocando el movimiento de los átomos, esto es, provocando deformación plástica
Recordando los tipos de defectos lineales o dislocaciones que existen:
Dislocación de cuña o arista, Dislocación helicoidal, Dislocaciones mixtas
Deformación plástica en sólidos cristalinos
Al producirse una tensión o esfuerzo de cortadura aplicado en la dirección perpendicular a la línea de dislocación, ésta se va deslizando a lo largo de la red
El movimiento de la dislocación de cuña o arista es paralela al esfuerzo
El movimiento de la helicoidal es perpendicular al esfuerzo