ESTRUCTURA CRISTALINA-PERFECCION

ESTRUCTURA CRISTALINA-PERFECCION

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRIONINGENIERIA AMBIENTALINTEGRANTES:Mendoza Wong, Jhoselyn Castillo Peralta, SheylaRios Crdova, Helen1INTRODUCCIONEn cristalografa, rama de la fsica de los slidos, tradicionalmente se distinguen dos tipos de estructura: amorfa y cristalina. La estructura amorfa, de la que el vidrio es un ejemplo habitual,se presenta como un amontonamiento catico de sub-estructuras idnticas.Cuando los materiales en estado lquido se solidifican; causando que su estructura se compacte estrechamente en algunos casos de forma ordenada; se conoce como estructura cristalina; cundo se compactan de forma no ordenada se conoce como estructura no cristalina. El tema voy a tratar a continuacin ser de las redes cristalinas. ESTRUCTURA CRISTALINAEn el estado slido, las molculas, tomos o iones que componen la sustancia estn unidos entre s por fuerzas intensas, formando un todo compacto. Esto es una caracterstica de los slidos y permite que entren las fuerzas de enlace dando lugar a una red cristalina. En ella las partculas tienen movimientos, se limitan a vibraciones en los vrtices de la red en donde se encuentran. Por esta razn las sustancias slidas poseen forma y volumen propios. La mayor parte de los slidos presentes en la naturaleza son cristalinos aunque en ocasiones no se refleje en una forma geomtrico a simple vista. Ya que estn formados por pequeos cristales orientados de diferentes maneras, en una estructura poli cristalina. Los componentes de una red cristalina son tomos, molculas o iones.

REDES DE BRAVAISExisten catorce tipos posibles de redes de Bravais que a su vez pueden ser clasificadas en siete sistemas cristalinos (triclnico, monoclino, ortorrmbico, hexagonal, rhombohedral, tetragonal, cbico). Cada material cristaliza en un sistema determinado debido a la solidificacin al bajar la temperatura del sistema. En estos casos son las leyes de la termodinmica las que determinan la red cristalina en la cual un determinado sistema debe cristalizar. Los sistemas ms conocidos son el sistema cbico con dos redes de Bravais muy comunes: la FCC (cbica centrada en las caras) y la BCC (cbica centrada en el cuerpo) y el sistema hexagonal con la red de Bravais HCP (hexagonal compacta). Algunos metales presentan una propiedad de polimorfismo que les permiten cristalizar en ms de una red de Bravais.

CELDAS CUBICASSe define comocelda unitaria, la porcin ms simple de laestructura cristalinaque al repetirse mediante traslacin reproduce todo el cristal. Todos los materiales cristalinos adoptan una distribucin regular detomosoionesen el espacio.Se trata de un arreglo espacial detomosque se repite en el espacio tridimensional definiendo laestructura del cristal. Se caracteriza por tresvectoresque definen las tres direcciones independientes del sistema de coordenadas de la celda. Esto se traduce en seis parmetros de red, que son losmdulos, y, de los tres vectores, y los ngulos,y que forman entre s. Estos tres vectores forman unabasedel espacio tridimensional, de tal manera que lascoordenadasde cada uno de los puntos de la red se pueden obtener a partir de ellos porcombinacin linealcon los coeficientes enteros.

ESTRUCTURAS METALICASLa mayora de los metales elementales (90%) cristalizan en tres estructuras cristalinas densamente empaquetadas: cbica centrada en las caras FCC, hexagonal compacta HCP y cbica centrada en el cuerpo BCC debido a que se libera energa a medida que los tomos se aproximan y se enlazan cada vez ms estrechamente entre s.Los metales, las aleaciones y determinadosmateriales cermicos tienen estructuras cristalinasLos metales son materiales que desarrollan una estructura atmica tridimensional organizada llamada cristal. Las estructuras muy compactas se llaman estructuras cristalinas. Los tomos de un cristal se alinean segn una orientacin especifica. Cuando se trata de un metal con un solo tipo de organizacin cristalina, se habla de monocristaly cuando hay varias estructuras diferentes con varias orientaciones se habla de policristal. CUBICA CRISTALINA CENTRADA EN EL CUERPO (BCC)Los tomos ocupan los vrtices y el centro del cubo, siendo tangentes a lo largo de las diagonales del cubo.Numero de tomos (1/8)*8+1= 2 tomos.Numero de coordinacin =8Relacin :

Factor de empaquetamiento atmico(AFP) = 0.68 =68%

Forma esquemtica Forma tridimensional

CUBICA CRISTALINA CENTRADA EN LAS CARAS(FCC)Los tomos ocupan los vrtices y el centro de las caras de un cubo. Siendo tangentes a lo largo de las diagonales de las carasNumero de tomos :(1/8) *8+1/2-6=4 tomos.Numero de coordinacin = 12

Forma esquemtica Forma tridimensionalLos tomos en la celda FCC contactan entre s a lo largo de la diagonal de la cara del cubo, de tal forma que la relacin entre la longitud de la cara del cubo y el radio atmico es:

Metales como el Aluminio, el Cobre, el Plomo, el Nquel y el Hierro a temperaturas elevadas (912 a 1394C) cristalizan segn la estructura FCC.APF=0.74=74%ESTRUCTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA (HCP)

Los tomos ocupan los vrtices de un prisma hexagonal regular, los centros de las bases y los centros de los tringulos en que puede descomponerse la seccin media del prisma.

Numero de tomos: (1/6)-12-(1/2)+3=6 tomosNumero de coordinacin =12

Los metales como el Titanio, Berilio, Magnesio Y Circonio entre otros tienen relaciones c/a menores que la ideal. Por tanto en estos metales los tomos estn comprimidos a lo largo de la direccin del eje c.APF=0.74=74%A=2RPERFECCION CRISTALINASi las condiciones ambientales durante la formacin de los cristales es ptima, estos pueden producirse geomtricamente perfectos, pero si estas condiciones (presin, temperatura velocidad de formacin y pureza) no son ptimos, el grado de perfeccionamiento del cristal queda afectado e incluso puede desaparecer por completo.Muchas sustancias puras pueden existir con estructuras cristalinas completamente diferentes dependiendo de las condiciones existentes a la hora de la formacin del cristal, estas diferentes estructuras se conocen como formasalotrpicas. As tenemos que el carbonopor ejemplo, puede cristalizar como diamante, duro y transparente, como grafito, blando y negro, e incluso tener una formacin amorfa como en elnegro de humo.Gracias ..!!