Ciencias de los Materiales: 05/07/20

SÓLIDOS AMORFOS:

Los sólidos amorfos son aquellos que no poseen una estructura ordenada de largo alcance. Son lo opuesto a lo que se conoce por un sólido cristalino. Sus partículas se asocian de un modo desordenado, parecido al de los líquidos, pero con la fuerza suficiente para que cohesionen en una estructura sólida.

Este carácter amorfo es más común de lo que se pudiera pensar; es de hecho, uno de los estados posibles que puede adoptar la materia condensada. Con esto se entiende que cualquier compuesto capaz de solidificar y, por ende, cristalizar, puede asimismo aglomerarse de manera desordenada si las condiciones experimentales lo permiten.

El algodón de azúcar es un ejemplo de sólidos amorfos.

- Estructura de los sólidos amorfos:

La estructura de un sólido amorfo es desordenada; carece de periodicidad o de un patrón estructural. La imagen superior ilustra este punto. A corresponde a un sólido cristalino, mientras B representa un sólido amorfo. Nótese que en B los rombos morados se disponen arbitrariamente, aun cuando tanto en A como en B existan el mismo tipo de interacciones.

Ejemplos de sólidos amorfos: minerales y plásticos, vidrios, tejido biológico, carbono y metales.

SÓLIDOS CRISTALINOS:

Se denominan sólidos cristalinos aquellos en los que los átomos, iones o moléculas se repiten de forma ordenada y periódica en las tres direcciones. En los materiales amorfos no existe una distribución regular dentro del sólido. Los vidrios son sólidos amorfos.

ESTRUCTURAS CRISTALINAS: Parámetros.

Numero de coordinación: es el número de átomos que tocan a un átomo en particular.

Numero de átomos por celda unitaria se escoge la celda unitaria y se contabiliza los átomos que solamente estén dentro de la celda. Los átomos de las equinas se cuentan como 1/8 de átomo y se multiplica por la cantidad de átomos que haya en las esquinas. Por consiguiente se le suman los átomos restante que estén completos. En el caso de BCC= 1/8*8+1=2. Los átomos que se encuentran en las paredes y por lo tanto están a la mitad se cuenta como 1/2. En el caso de FCC=1/2*8+1/2*6=4.

Relación Parámetro de red (a) y radio atómico (r): es la relación entre radio atómico y longitud de los lados de la celda unitaria.

Factor de Empaquetamiento atómico (FEA): es la fracción de espacio de la celda unitaria que es ocupada por átomos.

-BCC: (cubica centrada en el cuerpo)

Numero de Coordinación= 8

Numero de átomos por celda unidad= 2

Relación parámetro red (a) y radio atómico (r): $a=\frac{4r}{\surd3}$

Factor de empaquetamiento atómico: $FEA=\frac{Natomos\:Vatomos}{Vcristal}$ $=\frac{2\left(\frac{4}{3}\right)\pi r^3}{\left(\frac{4r}{\surd3}\right)^{^3}}=\frac{\pi\surd3}{8}\approx0.68$ es decir, el 68% del volumen de la celda está ocupado por átomos y el 32% restante en espacio vacío.

-FCC: (cubica central en las caras)

Numero de Coordinación= 12

Numero de átomos por celda unidad= 4

Relación parámetro red (a) y radio atómico (r): $a=\frac{4r}{\surd2}$

Factor de empaquetamiento atómico: $FEAcfc=\frac{4\left(\frac{4\pi R^{^3}}{3}\right)}{a^3}=\frac{4\left(\frac{4\pi R^3}{3}\right)}{\left(2R\surd2\right)^3}=0.74$

-HCP: (hexagonal compacta)

Numero de Coordinación= 12

Numero de átomos por celda unidad= 6

Relación parámetro red (a) y radio atómico (r): $a=\:2r$ ; $c=\left(\surd\frac{2}{3}\right)\left(4r\right)$

c = (\sqrt \frac{2}{3}) (4 r)

Factor de empaquetamiento atómico:

$FEA=\frac{\:Natomos\:Vatomos}{Vcristal}=\frac{6\left(\frac{4}{3}\right)\pi r^3}{\left[\frac{\left(3\surd3\right)}{2}\right]\left(a^2\right)\left(c\right)}=\frac{6\left(\frac{4}{3}\right)\pi r^3}{\left[\frac{\left(3\surd3\right)}{2}\right]\left(2r\right)^2\left(\surd\frac{2}{3}\right)\left(4r\right)}=\frac{6\left(\frac{4}{3}\right)\pi r^3}{\left[\frac{\left(3\surd3\right)}{2}\right]\left(\surd\frac{2}{3}\right)\left(16r^3\right)}=\frac{\pi}{\surd18}\approx0.74$

jueves, 7 de mayo de 2020