Los grandes Mecanismos de cristalización y estructuras cristalinas
Enviado por Alex Rdz- Garcia • 23 de Noviembre de 2015 • Tareas • 1.170 Palabras (5 Páginas) • 163 Visitas
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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Mecanismos de cristalización y estructuras cristalinas
Matricula: 1560179 Alumno: Alejandro Rodríguez García
Materia: Ciencia de los materiales Salon: 7-118 Gpo: 043
Frecuencias: jueves V4 - V5 - V6
A día jueves ocho de octubre de 2015, San Nicolás de los Garza, Nuevo León
Mecanismos de Cristalizacion
La cristalización se define como la transición del estado liquido al solida mediante la formación de cristales y se lleva a cabo en dos etapas:
1ra. Formación de núcleos de cristalización
2da. Crecimiento de los cristales[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]
Cuando se detiene el calentamiento y el material comienza a enfriarse aparecen los primeros núcleos de cristalización. Si el enfriamiento ocurre de manera lenta aparecen pocos núcleos de cristalización, dando como consecuencia la formación de muchos cristalitos que formaran granos cristalinos muy grandes; el crecimiento se detiene hasta que topan con otros cristales que presentan diferente orientación, es decir, que provienen de otros núcleos.
Si el enfriamiento ocurre de manera rápida, es decir mediante la aplicación de un sistema externo de enfriamiento se favorecen la formación de muchos núcleos de cristalización que darán como consecuencia la formación de muchos granos cristalinos pequeños, dicho material poseerá dureza pero será buen conductor del calor y la electricidad.
Es mas fácil el paso del calor y la electricidad a través de un material de grano grueso que a través de un material de grano fino, debido a que en el grano grueso hay menos fronteras de grano por atravesar. Las fronteras de grano actúan como una barrera al querer deformar el material o al paso del calor o corriente eléctrica.
La formación y estabilización de los cristales constituyen la culminación de la operación de cristalización. La estructura del núcleo es ya una red cristalina que irá creciendo por agregación de materia sobre la superficie del núcleo.
De esta forma, los cristales aumentarán de tamaño hasta llegar a su estado estable, en el que deberán ser retirados de la solución
Velocidad de cristalización
Tanto la nucleización como la cristalización obedecen a mecanismos de difusión molecular y, por lo tanto, estos mecanismos pueden ser descritos mediante las leyes y ecuaciones estudiadas en el Módulo de operaciones en la industria de alimentos Y.
La aplicación de la primera ley de Fick de la difusión, en las operaciones de cristalización, nos lleva a la síntesis de fórmulas sencillas en las que intervienen los coeficientes de transferencia de masa:
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En donde:
Nc: Velocidad de cristalización, expresada en unidades molares/unidad de tiempo.
Kc: Coeficiente de cristalización, expresado en unidades molares/unidad de tiempo x área x unidades de concentración.
S: Superficie de agregación cristalina.
CO: Concentración en el seno de la solución.
C1: Concentración en la interfase liquido - sólido
La aplicación de la ecuación puede ser muy escasa por la dificultad de medir la concentración c1 y por la permanente variabilidad de S y CO. La velocidad de cristalización se puede medir experimentalmente y expresarlo en forma global como masa / unidad de tiempo.
Estructuras Cristalinas
Si los átomos o iones están ordenados según una forma geométrica que se repiten en el espacio, forman un sólido que se dice que posee estructura cristalina y recibe el nombre de sólido cristalino o material cristalino.
Existen 7 sistemas cristalinos definidos como:
- Cubico.- Cubico simple, Cubico centrado en el cuerpo, Cubico centrado en las caras.[pic 8]
- Tetragonal.- Tetragonal simple, Tetragonal centrado en el cuerpo[pic 9]
- Ortorrómbico.- Ortorrómbico simple, Ortorrómbico centrado en el cuerpo, Ortorrómbico centrado en las caras.[pic 10]
- Romboédrico.- Romboédrico simple[pic 11]
- Hexagonal.- Hexagonal simple[pic 12]
- Monoclínico.- Monoclínico simple, Monoclínico centrado en las bases[pic 13]
- Triclínico.- Triclínico simple[pic 14]
Redes de Bravais
Ya en el siglo XIX, el físico francés A. Bravais demostró que para evidenciar con claridad todas las simetrías posibles de las redes tridimensionales son necesarios no 7, sino 14 celdillas elementales, que, en su honor, son denominadas celdillas de Bravais. Estas celdillas se construyen a partir de los 7 poliedros anteriores, pero asociándoles una serie de puntos (nudos) que no sólo están situados en los vértices, sino también en el centro del mismo, o en el centro de sus caras.
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