Estructuras Metálicas y Sus Características - I

 

Estructur as metálicas metálicas y sus Estructuras características

 

Contenido • • •

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Resultados de aprendizaje • Diferenciar las características de las diferentes estructuras cristalinas de los materiales metálicos. • Reconocer los diferentes mecanismos de difusión. Competencias • Distinguir las características de las estructuras cristalinas de los materiales metálicos y la movilidad de los átomos dentro de éstas. 2

 

Estructuraa de los materiales Estructur cristalinos La estructura física de los sólidos es consecuencia de la disposición de los átomos, moléculas o iones en el espacio, así como de las fuerzas de inte interc rcon onex exió ión n de la lass part partíc ícul ulas as::

Material amorfo

Material cristalino

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Red espacial •

Repetición en el espacio de celdas unitarias.

Celda unitaria •

Es la porción más simple de la estructura cristalina que al repet epetir irse se me medi dian antte la tras trasla laci ción ón repr eproduc oduce e tod odo o un cris cristtal

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Celda unitaria Cristales covalentes

Cristales iónicos

Cristales metálicos

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Celda unitaria Es un arreglo espacial de átomos que se repite en el espacio tridimensional Definiendo la estructura del cristal. Se caracteriza caracteriza por tres vectores que d definen efinen las tres direcciones del sistema de Coordenadas de la celda

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Parámetros de red L a geometría de la celda unitaria es descrita en términos de seis parámetros: •

La longitud de las tres aristas del paralelepípedo (a, b y c)

•

Tres ángulos entre las aristas ( α, β y γ).

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Redes de Bravais Sistema cúbico

a=b=c„ α = β = γ = 90 ° 9

 

Redes de Bravais Sistema hexagonal

a=b≠c α = β = 90° y γ =120° 10

 

Redes de Bravais Sistema tetragonal

a=b≠c α = β = γ = 90° 11

 

Redes de Bravais Sistem Sistemaa rombohédrico

a=b=c α = β = γ ≠ 90

°

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Redes de Bravais Sistema ortorrómbico

a≠b≠c α = β = γ = 90 ° 13

 

Redes de Bravais Sistema Triclínico

a≠b≠c α≠γ ≠ β

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Redes de Bravais Sistem Sistemaa Monoclínico Mo noclínico

a≠b≠c α = γ = 90° ≠ β

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Índices de Miller Notación empleada para localizar l ocalizar Notación Notación empleada para localizar direcciones direcciones y planos en una celda unitaria

Coordenadas Celda Unitaria

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Índices de Miller: direcciones cristalográficas Vector que une dos puntos de la red cristalina. Procedimiento Se elige un plano que no pase por el origen de las coordenadas (0,0,0). • Se determinan las intersecciones del plano de la función de los ejes • cristalográficos para un cubo unidad. Se obtiene el recíproco de las intersecciones. • Se simplifican las fracciones y se determina el conjunto más pequeño de •

•

números enteros que existen en las mismas proporciones que las intersecciones. La notación (h,k,l) se utiliza para indicar los índices de Miller en un sentido general.

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Índices de Miller: direcciones cristalográficas 1.

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Índices de Miller: direcciones cristalográficas Intersección

Recíproco

X=3 Y=2 Z=2

X = 1/3 Y = 1/2 Z = 1/2

Índices de Miller (1/3 ½ 1/2)

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Índices de Miller: direcciones cristalográficas Intersección

Recíproco

X = 1/2 Y=1 Z=1

X = 1/1/2 Y = 1/1 Z = 1/1

Índices de Miller (2 1 1)

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Índices de Miller: direcciones cristalográficas Intersección

Recíproco

X=1 Y=1 Z=1

X = 1/1 Y = 1/1 Z = 1/1

Índices de Miller (1 1 1)

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Difusión

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Interdifusión Los átomos de un metal difunden en el otro. Los átomos migran de las regiones de alta concentración a la de baja concentración.

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Autodifusión En metales puros, los átomos del mismo tipo puede intercambiar posiciones.

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Mecanismos de Difusión 1) Un lugar vecino vací vacío o 2) El át áto omo debe ebe te ten ner su sufi fici cie ente nte en ene erg rgía ía como como pa parra ro romp mper er lo los s enla lac ces con lo los s átom tomos vec vecino inos y dist istorsio rsion nar la red dura rant nte e el des esp pla laz zamie ien nto.

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Difusión por vacancia

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intersticial sticial Difusión inter

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Flujo de difusión (J) Masa o número de átomos (M) que difunden perpendicularmente a través De la unidad de área de un sólido por la unidad de tiempo. Se expresa en kilogramos o átomo por metro cuadrado por segundo.

NOT NO TA En un esta estado do esta estaci cion ona ari rio o: el fluj flujo o de difu difusi sió ón no ca camb mbia ia co con n el tie tiemp mpo o

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