1. 1 UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE INGENIERÍA GUATEMALA CURSO MATERIALES 1 Tema Organización Atómica Cat. Ma. Ing. Raúl Loarca raloarca@gmail.com PRESENTACIÒN 3

2. Organización atómica

3. introducción El arreglo atómicojuega un papel importante en la determinación de la micro estructura y en el comportamiento de un material sólido

4. 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.

5. Resistencia del acero se mejora con la micro estructura

6. Deformación del polietileno

7. Hule deformado

9. Marco de una bicicleta

10. 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.

11. Diagrama esfuerzo-deformación

12. CELDA UNITARIA

14. Concepto Es la subdivisión más pequeña de la red cristalina, y sigue conservando las características generales de toda la red.

16. Principales estructuras cristalinas en los metales Estructura cúbica de cara centrada (FCC) o (CCC).

17. 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.

18. Estructura cúbica centrada en las caras Cada átomo está rodeado por doce átomos adyacentes y los átomos de las caras están en contacto.

19. Estructura cristalina de cuerpo centrado (BCC) o (CC)

20. Formada por un átomo de metal en cada uno de los vértices de un cubo y un átomo en el centro.

21. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro alfa, tungsteno, molibdeno, niobio, vanadio, cromo, circonio, talio, sodio y potasio

22. 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

23. Estructura cristalina hexagonal compacta (HCP).

24. 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.

25. Cada átomo está rodeado por doce átomos y estos están en contacto según los lados de los hexágonos bases del prisma hexagonal.

26. Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio

27. Estructura hexagonal compacta

28. 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.

29. 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)

30. 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

31. Laboratorio 3 Construir las siguientes celdas cristalinas (FCC) (BCC) (HCP)

32. 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)

33. 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)

34. 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.

35. 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] _ _

36. Planos Para definir los planos utilizamos los índices de Miller, estos difieren del método que describe las coordenadas y direcciones cartesianas.

37. Planos Se selecciona un plano en la celda unitaria que no pase por el origen. Se anotan las intersecciones del plano como múltiplos de ao, bo, co en las direcciones x, y, z. Se calculan los inversos y se eliminan las fracciones.

38. Ejemplos de Planos A = (1,0,0) B = (0,1,0) C = (0,0,1)

39. 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