s2 capitulo 2 estructura de los materiales
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INTRODUCCIN A LA CIENCIA DE MATERIALES
CAPTULO 2 ESTRUCTURA DE LOS
MATERIALES
VCTOR HUGO RODRGUEZ SANCHEZ
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LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS
EXISTEN 103 ELEMENTOS EN LA TABLA PERIDICA. LOS ELEMENTOS METLICOS OCUPAN LA PORCIN IZQUIERDA Y CENTRAL, LOS NO METALES ESTN HACIA LA DERECHA. HAY UNA ZONA DE TRANSICIN OCUPADA POR LOS METALOIDES. A CONDICIONES AMBIENTALES CADA UNO TIENE SU FASE NATURAL BIEN SEA COMO SLIDO, LQUIDO O GAS.
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LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS
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LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS
EN LA TABLA LAS SIMILITUDES SE DAN ENTRE LOS ELEMENTOS DE UNA MISMA COLUMNA DEBIDO A SU ESTRUCTURA ATMICA. EL NMERO DE ELECTRONES EN LA CAPA MAS ALEJADA SON LLAMADOS ELECTRONES DE VALENCIA
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LA ESTRUCTURA ATMICA Y LOS ELEMENTOS
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ESTADO SLIDO
AUNQUE LOS MATERIALES SE PUEDEN ENCONTRAR EN CUALQUIER ESTADO DE AGREGACIN , ES EN LOS SLIDOS DONDE TIENE LA MAYOR IMPORTANCIA EL ORDENAMIENTO ESPACIAL: LA ESTRUCTURA ESPACIAL DEL SLIDO CONTRIBUYE A DEFINIR SUS PROPIEDADES.
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ESTADO SLIDO. EN EL ESTADO SLIDO LOS TOMOS ESTN EMPAQUETADOSMANTENIENDO POSICIONES MAS O MENOS FIJAS. AQUELLOS SLIDOS EN LOS QUE LA ESTRUCTURA PRESENTA REGULARIDAD ESPACIAL O PERIODICIDAD SE CONOCEN COMO CRISTALINOS, LOS QUE NO POSEN NINGN TIPO DE ORDEN SE CONOCEN COMO AMORFOS
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TIPOS DE ENLACE ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES SE DEBEN AL TIPO DE ENLACE, LO QUE A SU VEZ PERMITE CLASIFICARLOS COMO: MATERIALES (CRISTALES) INICOS MATERIALES COVALENTES MATERIALES METLICOS MATERIALES DE VAN DER WAALS
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MATERIALES INICOS DISTRIBUCIN REGULAR DE IONES POSITIVOS Y NEGATIVOS. EJ: NaCl, KCl Y CsCl. SON CONDUCTORES POBRES DE CALOR Y DE ELECTRICIDAD, SON DUROS, FRAGILES Y TIENEN ALTO PUNTO DE FUSIN.
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MATERIALES COVALENTES LOS TOMOS ESTAN UNIDOS POR ENLACES DIRECCIONALES. EJ: EL DIAMANTE. SON SEMEJANTES A MACROMOLCULAS 3D. SON MUY DUROS Y POBRES CONDUCTORES . SON TRANSPARENTES.
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MATERIALES METLICOS FORMADOS POR ELEMENTOS CON ENERGA DE IONIZACIN BAJA Y CON UNOS POCOS ELECTRONES ENLAZADOS DBILMENTE EN SUS CAPAS EXTERIORES. EJ: ALUMINIO. TIENEN ALTA RESISTENCIA, DUCTILIDAD Y SON BUENOS CONDUCTORES. .
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MATERIALES DE VAN DER WAALS INCLUYE LOS DE ENLACE DE HIDRGENO COMO H2O Y HF, PRESENTAN GRAN POLARIDAD. SON BLANDOS Y POCO RESISTENTES, TIENEN PUNTO DE FUSIN BAJO. .
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ORDEN ATMICO HAY TRES NIVELES DE ARREGLO ATMICO: SIN ORDEN (a) ORDEN DE CORTO ALCANCE (b) Y (c) Y ORDEN DE LARGO ALCANCE (d)
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ORDEN DE LARGO ALCANCE LOS TOMOS FORMAN UN PATRN REPETITIVO EN FORMA DE RED. LA RED DIFIERE DE UN MATERIAL A OTRO. LA ESTRUCTURA CRISTALINA DE UN MATERIAL SE REFIERE AL TAMAO, LA FORMA Y LA ORGANIZACIN ATMICA DENTRO DE LA RED.
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CELDA UNITARIA ES LA SUBDIVISIN DE LA RED CRISTALINA QUE SIGUE CONSERVANDO LAS CARACTERSTICAS DE TODA LA RED. AL APILAR CELDAS UNITARIAS SE CONSTRUYE TODA LA RED.
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REDES DE BRAVAIS HAY 14 TIPOS DE REDES UNITARIAS AGRUPADAS EN 7 SISTEMAS CRISTALINOS. LOS PUNTOS DE RED ESTAN LOCALIZADOS EN LAS ESQUINAS DE LAS CELDAS UNITARIAS, EN CUALQUIERA DE LAS CARAS O EN EL CENTRO DE LA CELDA UNITARIA.
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TIPOS DE CELDAS UNITARIAS O REDES DE BRAVAIS
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CARACTERSTICAS DE LOS SIETE SISTEMAS CRISTALINOS
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SISTEMAS CRISTALINOS CBICOS
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RED HEXAGONAL COMPACTA
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CARACTERSTICAS DE CRISTALES METLICOS COMUNES
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TRANSFORAMACIONES ALOTRPICAS
LOS MATERIALES QUE PUEDEN TENER MAS DE UNA ESTRUCTURA CRISTALINA SE LLAMAN ALOTRPICOS O POLIMRFICOS. EJ: EL HIERRO A BAJAS TEMPERATURAS TIENE UNA ESTRUCTURA CC Y A ALTAS TEMPERATURAS TIENE UNA ESTRUCTRUA CCC.
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PLANOS EN LA CELDA UNITARIA LOS METALES SE DEFORMAN EN AQUELLOS PLANOS EN QUE LOS TOMOS ESTN EMPAQUETADOS MAS ESTRECHAMENTE. ESTOS PLANOS SON LOS MAS SIGNIFICATIVOS.
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IMPERFECCIONES DE LOS CRISTALES HAY TRES TIPOS DE IMPERFECCIONES RETICULARES: DEFECTOS PUNTUALES DEFECTOS LINEALES O DISLOCACIONES DEFECTOS DE SUPERFICIE LAS IMPERFECCIONES REPRESENTAN DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA MAS NO DEL MATERIAL MISMO.
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DEFECTOS PUNTUALES INVOLUCRAN UN TOMO O VARIOS TOMOS, SE PUEDEN INTRODUCIR POR CALENTAMIENTO, POR ALEACIONES O POR IMPUREZAS: VACANCIA INTERSTICIO ATOMO SUSTITUCIONAL ATOMO SUSSTITUCIONAL GRANDE VACANCIA DE PAR INICO (SHOCKTY) DESPLAZAMIENTO INICO (FRENKEL)
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DEFECTOS PUNTUALES
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DISLOCACIONES
SE INTRODUCEN EN EL PROCESO DE SOLIDIFICACIN DEL MATERIAL O AL DEFORMARLO. SE IDENTIFICAN DOS TIPOS DE DISLOCACIONES: DISLOCACIONES DE TORNILLO DISLOCACIONES DE BORDE
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DISLOCACIONES DE TORNILLO ES UNA ESPIRAL DENTRO DE UNA ESTRUCTURA RETICULAR QUE SE ENROSCA ALREDEDOR DE UNA IMPERFECCION LINEAL AL IGUAL QUE UN TORNILLO SE ENROSCA ALREDEDOR DE SU EJE
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DISLOCACIONES DE BORDE ES LA ORILLA DE UN PLANO EXTRA DE ATOMOS QUE EXISTE EN LA CELDA.
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DEFECTOS DE SUPERFICIE SE EXTIENDEN EN DOS DIMENSIONES PARA FORMAR UN LMITE, COMO POR EJEMPLO LOS LIMITES DE GRANO.