ESTRUCTURAS Y DEFECTOS CRISTALINOS
Enviado por Marco Antonio Gonzalez Alpizar • 29 de Octubre de 2015 • Informes • 1.444 Palabras (6 Páginas) • 363 Visitas
ESCUELA SUPERIOS DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO[pic 1]
INSTIRUTO POLITECNICO NACIONAL
“Estructuras y defectos
cristalinos”
Grupo: 1MV1
INTRODUCCIÓN
La mayoría de los materiales estructurales y tecnológicos, a excepción de la mayoría de los vidrios y los polímeros, son de naturaleza cristalina. Esto es, poseen un arreglo ordenado repetitivo o periódico de átomos (o iones) enlazados en las tres dimensiones. Por consiguiente, la estructura cristalina de un material se refiere al tamaño, la forma y la organización atómica dentro de la red.
Los átomos al acomodarse forman un patrón repetitivo, regular, en forma de rejilla o red. La red es un conjunto de puntos conocidos como puntos de red, que están organizados siguiendo un patrón periódico de forma que el entorno de cada punto en la red es idéntico.
OBJETIVO
El alumno conocerá algunos de los posibles acomodos de átomos, los cuales generan las diferentes estructuras cristalinas que conforman a un material, además analizará las características más importantes de éstas y visualizará algunas imperfecciones que pueden existir en ellas.
Generación de las estructuras Cristalinas
La forma en que se producen las estructuras cristalinas es por el apilamiento de capas de átomos. Un caso en particular es cuando las capas de átomos son planos compactos (figura 1).
[pic 2]
[pic 3] | Estructura Cúbica Centrada en las Caras 4) [pic 4] Estructura simple cubica 5)
[pic 5] Estructura cubica centrada en el cuerpo 7) [pic 6] |
[pic 7] |
Secuencias de apilamientos
Parámetros importantes
• Parámetro de red.
Estos describen el tamaño y la forma de la celda unitaria, incluyen las dimensiones de los costados de ésta y los ángulos entre sus costados, de dónde podemos definir las catorce celdas unitarias o redes de Bravais, que se observarán en el programa.
• Número de átomos por celda unitaria.
Es el producto del número por punto de red multiplicado por el número de puntos de red en cada celda unitaria. Las esquinas contribuyen con 1/8 de átomo, las orillas o aristas con 1/4 de átomo, las caras con 1/2 y las posiciones en el centro del cuerpo con todo un punto.
• Número de coordinación.
Es el número de átomos que tocan a otro en particular, es decir, el número de vecinos más cercanos.
• Factor de empaquetamiento.
Es la fracción de espacio ocupada por átomos, suponiendo que los átomos son esferas sólidas.Factor de empaquetamiento=
(Número de átomos/celda)(Volumen de cada átomo) / (Volumen de la celda unitaria)
[pic 8]
En esta tabla se representan los principales parámetros de las estructuras cristalinas
Una vez que se conocen las diferentes estructuras cristalinas hay que tratar las imperfecciones que se pudieran presentar en algún arreglo, las cuales pueden ser puntuales lineales o superficiales. Por ejemplo, los defectos puntuales que se observan en In figura (8). [pic 9]
Otro tipo de defectos son los lineales (dislocaciones) y superficiales (fronteras de grano).
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
MATERIAL Y/O EQUIPO NECESARIO |
Material: |
✓ 50 esferas de unicel. |
✓ Una caja de palillos de madera con punta. |
1. Retomar las estructuras cristalinas realizadas en la sesión anterior.
2. Verificar en la literatura los defectos puntuales.
— Vacancias.
— Intersticios. Dislocaciones.
— La naturaleza de las dislocaciones.
— El movimiento de las dislocaciones.
— La interacción de las dislocaciones.
— Arqueamiento de las dislocaciones.
RESULTADOS
- Retomar las estructuras cristalinas realizadas en la sesión anterior
- Esquematizar las celdas unitarias observadas. Compararlas y comentar.
- Visualizar y construir las diferentes imperfecciones puntuales lineales y de superficie que se pueden generar en una estructura cristalina.
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
1. Calcular el factor de empaquetamiento para las celdas Cúbica Centrada en las Caras, Cúbica Centrada en el Cuerpo, Cúbica Simple y Hexagonal Compacta.
2. Discutir las diferencias de las catorce redes de Bravais.
3. Investigar la posible variación de propiedades conforme a las distintas direcciones en las estructuras cristalinas.
4. Investigar las posibles consecuencias de las imperfecciones en las redes cristalinas.
CUESTIONARIO
1.- ¿Qué papel pueden jugar las imperfecciones cristalinas de tipo puntual (sitios vacantes, átomos intersticiales, átomos sustitucionales) en el comportamiento de un material?
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