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UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
GUATEMALA
CURSO
MATERIALES 1
Tema Organización
AtómicaCat. Ma. Ing. Raúl Loarca
Organización atómica
introducción
El arreglo atómico juega un papel
importante en la determinación de la
micro estructura y en el
comportamiento de un material sólido
Ejemplos
En el aluminio proporciona buena
ductilidad
En el hierro causa buena resistencia a la
tensión
En el polietileno causará que este se
deforme fácilmente.
El hule se puede deformar en forma
elástica
Los materiales epóxicos resultan ser
fuertes y quebradizos.
Resistencia del acero se mejora con la micro estructura
Deformación del polietileno
Hule deformado
Marco de una bicicleta
El objetivo del arreglo atómico
¿Para que nos sirve?
Nos permite entender como las
imperfecciones en el arreglo atómico,
afectan y ocasionan el fenómeno de la
deformación elástica y plástica, el
fenómeno de el endurecimiento de
muchos materiales.
Diagrama esfuerzo-deformación
CELDA UNITARIA
Concepto
Es la subdivisión más pequeña de la red
cristalina, y sigue conservando las
características generales de toda la red.
Principales estructuras
cristalinas en los metalesEstructura cúbica de cara centrada (FCC)
o (CCC).
Estructura cúbica centrada en
las caras
Está constituida por un átomo en cada
vértice y un átomo en cada cara del cubo.
Los metales que cristalizan en esta
estructura son: hierro gama, cobre, plata,
platino, oro, plomo y níquel.
Estructura cúbica centrada en
las carasCada átomo está rodeado por doce
átomos adyacentes y los átomos de las
caras están en contacto.
Estructura cristalina de cuerpo
centrado (BCC) o (CC)
Formada por un átomo de metal en cada
uno de los vértices de un cubo y un átomo
en el centro.
Los metales que cristalizan en esta
estructura son: hierro alfa, tungsteno,
molibdeno, niobio, vanadio, cromo,
circonio, talio, sodio y potasio
Cada átomo de la estructura, está
rodeado por ocho átomos adyacentes y
los átomos de los vértices están en
contacto según las diagonales del cubo
Estructura cristalina hexagonal
compacta (HCP).
Estructura hexagonal compacta
Esta estructura está determinada por un
átomo en cada uno de los vértices de un
prisma hexagonal, un átomo en las bases
del prisma y tres átomos dentro de la
celda unitaria.
Cada átomo está rodeado por doce
átomos y estos están en contacto según
los lados de los hexágonos bases del
prisma hexagonal.
Los metales que cristalizan en esta forma
de estructura son: titanio, magnesio, cinc,
berilio, cobalto, circonio y cadmio
Estructura hexagonal compacta
Parámetros de red
Los parámetros de red describen el
tamaño y la forma de la celda unitaria,
incluyen las dimensiones de los costados
y los ángulos entre sus costados.
Parámetros de red
En el sistema cristalino cúbico, solo es
necesario conocer unos de los costados
para describir por completo la celda ( se
suponen ángulos de 90 grados)
Parámetro de red
Las longitudes se refieren a temperaturas de 20 grados centígrados.
El parámetro de red es (ao)
Dimensiones:
1 nanómetro (nm) = 10-9 m = 10-7 cm = 10 Angstroms
1 Ang = 0.1 nm = 10-10 m = 10-8 cm
Laboratorio 3Construir las siguientes celdas cristalinas (FCC) (BCC) (HCP)
Posición de los átomos
Esta se describe haciendo referencia a los
ejes de la celda unitaria y a las
dimensiones unitarias de la celda. (ao, bo,
co)
Ejemplos de posiciones.
A = (0,0,1) B = (1,0,0) C = (1,1,0)
D = (0,1,0) E = ((0,1,1) F = (1,0,1)
G = (0,0,0)
Dirección
Para especificar la dirección dentro de la
celda unitaria, colocamos el origen del
vector de dirección en el origen del
sistema de coordenadas y seguimos su
eje hasta que encontremos sus
coordenadas enteras.
Ejemplo de dirección en la celda unitaria
A = [110] B = [101] C = [111]
D = (1,1/2,0) E = (1/3,1/5,0)
Dibujar [231] _ _
Planos
Para definir los planos utilizamos los
índices de Miller, estos difieren del método
que describe las coordenadas y
direcciones cartesianas.
Planos
1. Se selecciona un plano en la celda
unitaria que no pase por el origen.
2. Se anotan las intersecciones del plano
como múltiplos de ao, bo, co en las
direcciones x, y, z.
3. Se calculan los inversos y se eliminan las
fracciones.
Ejemplos de Planos
A = (1,0,0) B = (0,1,0) C = (0,0,1)
Otros cálculos
Puntos de red
Cálculo de átomos de celdas conocidas
Cálculo de radio atómico para celdas
conocidas
Número de coordinación
Factor de empaquetamiento
Cálculo de la densidad de un metal
Densidad lineal
Densidad planar
