TEMA 9: ESTRCTURA CRISTALINA1. Orden Atmico 2. Tipos de slidos3. Celdilla unidad4. Sistemas cristalinos y redes de Bravais5. Estructuras Cristalinas Comunes en los Metales6. Celda Cbica Simple7. Cbica Centrada en el Cuerpo (BCC)8. Cbica Centrada en la s Caras (FCC)9. Hexagonal Compacta (HC)10. Morfologa Cristalina11. Proceso de Cristalizacin12. Tipos de Nucleacin

Orden Atmico

Corto alcance

Medio alcance

Largo alcance

Tipos de slidos

Amorfos: Orden atmico o molecular a corto alcance

Ejemplo: vidrio

Policristalinos: Orden atmico o molecular a largo alcance

Ejemplo: metales

Monocristales: Orden atmico o molecular extendido a todo el cristal

Ejemplo: diamantes artificiales

Celdilla unidad

Celda unidad: menor porcin del slido que, repetida en el espacio, puede reproducir la estructura de ese slido.

Sistemas cristalinos y redes de Bravais

Estructuras Cristalinas Comunes en los Metales

Empaquetamiento no compacto

Celda unitaria Celda cbica simple

Celda unitaria Celda cbica centrada en el cuerpo

Empaquetamiento compacto

Celda unitaria Celda cbica centrada en las caras

Celda unitaria Celda hexagonal compacta

Celda Cbica Simple

N de coordinacin:6

tomos por celda: 8 vrtices*1/8 =1

Relacin entre la longitud de arista y el

radio del tomo: 2r = a

Eficacia del empaquetamiento: 52%

( ) ( ) 52.06)r2(

r34a

r34V

V3

3

3

3

celda

ocupado ====

Ejemplos : -Po, Hg

Cbica Centrada en el Cuerpo (BCC)Ejemplos: Fe, Cr, Mo, W, Ta, Ba

c b

aN de coordinacin:8

tomos por celda: 8 aristas*1/8 + 1centro =2

Relacin entre la longitud de arista y el radio del tomo:

4a 3r =

Eficacia del empaquetamiento: 68%

( ) ( ) 68.083

)3

r4(r342

ar342

VV

3

3

3

3

celda

ocupado ====

b2=a2+a2 c2=a2+b2=3a2 c= 4r =(3a2)1/2

Cbica Centrada en las Caras (FCC)

a

4r

N de coordinacin:12

tomos por celda: 8 aristas*1/8 + 6caras*1/2=4

Relacin entre la longitud de arista y el

radio del tomo: (4r)2=a2+a2

Eficacia del empaquetamiento: 74%

( ) ( ) 74.02

r4r34

ar344

VV

2/1

3

3

3

celda

ocupado ===

Hexagonal Compacta (HC)Ejemplos: Be, Mg, Zn, Cd, Ti

N de coordinacin:12

12 vrticesx1/6 +2 carasx1/2 +3centro=6tomos

Eficacia del empaquetamiento: 74%

Parmetros: a = ancho del hexgono

c= altura; distancia entre dos planos

tomos por celda:

Clculos sobre la Celdilla Unidad

( )d n de atomos en la celdilla M NVolumen de la celdilla

A= /

d n de ciones atomicasAreaP

= sec

dap

= 22

Densidad volumtrica:

Densidad planar: Fraccin de rea del plano ocupada por tomos:

Para contabilizar un tomo su centro debe estar contenido en el plano o en la lnea

Densidad lineal: Fraccin de lnea ocupada d n de diametros atomiLongitud de lineaL

= cos

daL

= 1

Morfologa CristalinaMonocristal:

La disposicin atmica es perfecta, sin interrupciones, a lo largo de toda la muestra.

Si los extremos del cristal crecen libremente, adquieren una forma geomtrica regular con caras planas que refleja la estructura cristalina.

Se pueden generar artificialmente pero son difciles de fabricar.

Monocristales de Si empleados en microelectrnica

Morfologa Cristalina

Material policristalino: La mayora de los slidos cristalinos son un conjunto de muchos cristales

pequeos o granos Se obtiene la enfriar el material desde el estado fundido

Proceso de Cristalizacin

a) Nucleacin

b) Crecimiento de nucleos

c) Solidificacin ( material policristalino)

Tipos de NucleacinNucleacin homognea (lquido puro)

Al disminuir la temperatura (Trc

2. Proporcionar superficies adicionales donde se puedan formar los ncleos slidos

TEMA 9: ESTRCTURA CRISTALINAOrden AtmicoSistemas cristalinos y redes de BravaisCelda Cbica SimpleCbica Centrada en el Cuerpo (BCC)Cbica Centrada en las Caras (FCC)Hexagonal Compacta (HC)Clculos sobre la Celdilla UnidadMorfologa CristalinaProceso de CristalizacinTipos de Nucleacin