CARRERA:INGENIERIA INDUSTRIAL

MATERIA:PROPEIDADES DE LOS MATERIALES

CATEDRATICO:ING. SUSANA PACHECO LORENZO

SEMESTRE:2

FECHA:03/05/12

ALUMNA:TIPHANY ARIDAI CANDIA ORTIZ

NDICE

Introduccin. Pg. 3

Estructura cristalina de los materiales. Pg. 4

Cuestionario.. Pg. 9

Ejercicios Pg. 12

Bibliografa. Pg. 16

INTRODUCCIN

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ESTA MATERIA DE LAS PROPIEDADES DEL LOS MATERIALES ES MUY INETRESANTE YA QUE VEMOS LAS PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS MATERIALES QUE UTILIZAMOS EN LA VIDA COTIDIANA, SE PRESENTAN LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS DE LOS MATERIALES YA QUE SON DATOS IMPORTANTES EN EL ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES, Y EL CONOCIMIENTO DE LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS Y ESTUDIO DE LOS MATERIALES.

Estructura cristalina de los materiales

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La comprensin de los materiales se logra por medio de modelos. El modelo aceptado en la actualidad es el siguiente: Los materiales estn formados por Los tomos se comportan como si fueran esferas slidas tomos de diferente naturaleza qumica se representa por esferas de tamao diferente. Dependiendo del material, los tomos tienen dos posibilidades para enlazarse. 1. Los tomos no siguen ningn orden o siguen un orden de corto alcance Materiales amorfos. 2. Los tomos siguen un ordenamiento de largo alcance materiales alcalinos. La estructura cristalina es el concepto que describe la forma como se organizan los tomos en el material. La estructura cristalina se determina por difraccin de rayos X.

Los materiales son tridimensionales, por tanto las celdas unitarias son tridimensionales. Existen 14 tipos diferentes de celdas unitarias agrupadas en 7 sistemas cristalinos.4

En este sistema la celda unitaria es un cubo de arista a0.

El sistema cbico posee tres estructuras cristalinas:

Algunas propiedades de las celdas unitarias son: Nmero de tomos por celda.5

Es el nmero promedio de puntos de red asociados a una celda unitaria. La estructura CS tiene 1 tomo por celda unitaria. La estructura BCC tiene 2 tomos por celda unitaria. La estructura FCC tiene 4 tomos por celda unitaria. Relacin entre el radio y el parmetro de red

Nmero de coordinacin. Es el nmero de tomos que tocan a un tomo en particular.

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1. Factor de empaquetamiento.

Es la fraccin de espacio de la celda unitaria que es ocupada por tomos. FE= (Nmero de tomos por celda) (volumen del tomo) Volumen de la celda unitaria

2. Densidad terica.

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Sitios intersticiales Son los huecos que existen entre los tomos que forman la estructura cristalina.

Ejemplo: Existen materiales que pueden tener ms de una estructura cristalina. Si son elementos puros se les llama alotrpicos. En general se llaman polimrficos.

Cuando un pedazo de hierro se calienta, su volumen aumenta debido a la expansin trmica del metal. Cuando alcanza los 912C el hierro se contrae porque cambia su estructura cristalina.

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Cuestionario1. De que estn constituidos los solidos cristalinos? De minsculos cristales individuales. 2. Se le denomina as al tamao y la forma de la celdilla unidad que puede describirse por tres vectores reticulares: a, b, c y por ngulos entre las caras y la longitud relativa de las aristas. Parmetros de red, constantes de red o ejes cristalogrficos. 3. A temperatura elevada, el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el nquel, el plomo y el platino son: Algunos de los metales que tienen estructura de malla. 4. Dnde se encuentra la malla hexagonal compacta? Se encuentra en metales como el berilio, cadmio, magnesio y titanio. El tamao del grano. 5. Qu otros materiales se encuentran en el grupo de cermicos? El ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos. 6. Qu materiales cermicos puros son ms destacados? El xidos, el aluminio, el nitruro de silicio y el carburo de tungsteno. 7. Y ste depende de: La velocidad de enfriamiento en la solidificacin del metal, la extensin y la naturaleza del calentamiento que sufri el metal al ser calentado. 8. Entre ms lento el enfriamiento de un material, mayor: Uniformidad en el crecimiento de los granos. 9. De que depende primordialmente la importancia en la ingeniera de la estructura fsica de los materiales solidos? De la disposicin de los tomos, iones o molculas que sustituyen el solido y de las fuerzas de enlace entre ellos. 10. Menciona los siete tipos de celda unidad necesarios para crear todas las redes puntuales. El cubico, el tetragonal, el ortorrmbico, el rombodrico, el hexagonal, el monociclico y el tricclico. 11. Cmo es la estructura de los no metales? Tiene una estructura hexagonal. 12. Los distintos modos de empaquetamiento en un cristal dan lugar a las llamadas, que a los materiales de distintas propiedades: Fases polimrficas (fases alotrpicas para los elementos). 13. En la naturaleza se presentan diferentes propiedades del elemento qumico carbono, en 2 formas cristalinas y son? El Diamante y el grafito. 14. A este nmero de tomos rodeando el tomo de referencia se le llama? Numero de coordinacin.9

15. A cuantos tomos es equivalente cada celdilla unidad en la estructura BCC? 2 atomos 16. El boro es un elemento qumico que puede adoptar una gran variedad de: Estructuras diferentes que son, adems, extremadamente sensibles a la presencia de pequeas cantidades de impurezas qumicas. 17. Las aleaciones de ingeniera pueden dividirse en 2 tipos: Ferrosas y No ferrosas. 18. Caracterstica diferencia de las aleaciones ferrosas y no ferrosas. Tienen al hierro como principal metal de aleacin, las aleaciones no ferrosas tienen un metal distinto al hierro. 19. Son aleaciones ferrosas y son las ms importantes principalmente por su costo relativamente bajo y la variedad de aplicaciones por sus propiedades mecnicas. Los aceros. 20. Que es la escala de Mohs? Es una buena manera de comprobar la dureza de un mineral rayndolo aunque hay que decir que existen otras. 21. Dnde si se distinguen claramente unidades aisladas? Es en los llamados Materiales orgnicos. 22. Son una familia de compuestos cuya unidad estructural es el SiO4, el cual tiene una geometra tetradrica, en la cual un tomo de silicio se encuentra en el centro y los tomos de oxgeno en los vrtices. Los silicatos (Otros materiales inorgnicos). 23. Cmo se clasifica los silicatos? Ortosilicatos, sorosilicatos, Ciclosilicatos. 24. Son los que contiene iones SiO4. Los Ortosilicatos. 25. Conjuntos de 2 a 6 unidades tetradricas unidas en forma lineal, mediante iones de oxgeno comunes. Diagrama. Los sorosilicatos. 26. Qu son los ciclosilicatos? Silicatos en los que son las unidades forman anillos de tres y tres tetraedros. 27. Que son los vidrios? Son materiales que habiendo sido fundidos previamente se hacen rgidos sin cristalizar durante el proceso de enfriamiento. 28. Cmo se obtienen los cermicos cristalinos? A partir de slice fundida, tanto el proceso de fusin como solidificacin posterior son lentos, lo que permite a los tomos ordenarse en cristales regulares. 29. Qu es lo que presentan? 30. Una gran resistencia mecnica y soportan altas temperatura, superiores a la de reblandecimiento de la mayora de los vidrios refractarios. 15.- Cul es la10

estructura de los No metales? Tienen una estructura hexagonal, de distintos modos de empaquetamiento en un cristal y dan lugar a las llamadas fases de polimrficas.

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EJERCICIOS1. calcular la densidad del oro, sabiendo que tiene un radio atmico de 0,1442 nm, estructura cristalina FCC y un peso atmico de 196,96 g/mol.

= _nA_ vcNAv= a3 v= (2R2)3 v= (8)R3(1.41)3 v= (8)(1.442x10-8)3(2.80) v= (8)(2.99x10-24)(2.80) v= 6.71x10-23 cm3/celdilla unidad = _____(4 tomos/celdilla unidad)(196.96 g/mol)______ (6.71x10-23 cm3/celdilla unidad)(6.023x1023 tomos/mol = 19.49 g/cm3

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2. Calcular la densidad del plomo, sabiendo que tiene un radio atmico de 0,1750 nm, estructura cristalina FCC y un peso atmico de 207,19 g/mol. V= a3 V= (2R2)3 V= (8)R3(1.41)3 V= (8)(1.750x10-8)3(2.80) V= (8)(5.35x10-24)(2.80) V= 1.2005x10-22 = _______(4 tomos/celdilla unidad)(207.19 g/mol)_____ (1.2005x10-22 cm3/celdilla unidad)(6.023x1023 tomos/mol = 11.46 g/cm3

3. Calcular la densidad de la plata, sabiendo que tiene un radio atmico de 0,1445 nm, estructura cristalina FCC y un peso atmico de 79 g/mol. V= a3 V= (2R2)3 V= (8)R3(1.41)3 V= (8)(1.445x10-8)3(2.80) V= (8)(3.017x10-24)(2.80) V= 6.75x10-23 cm3/celdilla unidad = _______(4 tomos/celdilla unidad)(79 g/mol)_________ (6.75x10-23 cm3/celdilla unidad)(6.023x1023 tomos/mol = 7.77 g/cm3

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4. Calcular la densidad del cromo, sabiendo que tiene un radio atmico de 0,1249 nm, estructura cristalina BCC y un peso atmico de 51.996 g/mol. V= a3 V=_4R_ 3 V= (4)3(R)3 (3)3 V=_(64)(1.249x10-8cm)3 (5.19) V= (64)(1.249x10-4cm3) (5.19) V=1.24x10-22cm3 (5.19) V= 2.40x1023 cm3/celdilla unidad = ______(2 tomos/celdilla unidad)(51.996 g/mol)____ (2.40x10-23 cm3/celdilla unidad)(6.023x1023 tomos/mol = 7.1 g/cm3

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5. Calcular la densidad del tungsteno, sabiendo que tiene un radio atmico de 0,1371 nm, estructura cristalina BCC y un peso atmico de 183.85 g/mol.

V= a3 V=_4R_ 3 V= (4)3(R)3 (3)3 V=_(64)(1.371x10-8cm)3 (5.196152423) V=__1.6492x10-22cm3_ (5.196132423) V= 3.17x1023 cm3/celdilla unidad = ______(2 tomos/celdilla unidad)(183.85 g/mol)____ (3.17x10-23 cm3/celdilla unidad)(6.023x1023 tomos/mol = 19.23 g/cm3

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BIBLIOGRAFA

[http://elcrisoluspt.files.wordpress.com/2008/09/estructura11.pdf] Estructura de los materiales. ICSID y la asamblea general de Estocolmo Suecia. Autor desconocido. Estructura cbica. Autor desconocido. [www.acienciasgalilei.com/qui/pdf-qui/estruct_cubica.pdf]

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