PRINCIPALES ESTRUCTURAS CRISTALINAS METÁLICAS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Introducción

Estado líquido: Movimiento aleatorio de átomos

Estado sólido: Cesa el movimiento Los átomos toman un ordenamiento

definido. Todos los metales forman cristales.

Estructuras cristalinas

Los sólidos cristalinos pueden tomar una de las 14 estructuras cristalinas.

Redes de Bravais.

Estructuras cristalinas

Los metales solo cristalizan en 3 estructuras.

Cúbica Centrada en el Cuerpo (BCC)

Cúbica Centrada en las Caras (FCC)

Hexagonal Compacta (HCP)

Estructuras cristalinas

Son estructuras muy compactas.

En las fcc y hcp el 74% del espacio se ocupa por átomos y el 26% restante es espacio libre.

En las bcc es del 68% el espacio ocupado por átomos y 32% es espacio vacío.

Estructuras cristalinas

Ejemplo de metales y sus estructuras:

FCCORO

PLATA

COBRE

ALUMINIO

BCC

HIERRO A BAJA

TEMPERATURA

TUNGSTENO

HCPZINC

TITANIO

Estructuras cristalinas

El hierro puro puede tomar 2 estructuras diferentes dependiendo de su temperatura (polimórfico)

• 1538˚• 1394˚

BCC

• 1394˚• 910˚FCC• 910˚• Temp.

ambiente

BCC

Parámetros de red

Describen tamaño y forma de la red. Tamaño de los costados de la celda. Ángulos entre los costados. Parámetros ao, bo, co, α,β y γ. Se mide en nanómetros o Amstrongs. 1nm=10 Å 1 Å= 10-8 cm

Números de átomos por celda unitaria

Algunos de los puntos de red se comparten con mas de una celda unitaria.

Para las cúbicas, las esquinas contribuyen con 1/8 de punto de red, las caras con ½ de punto de red y en el centro con 1 punto de red.

El número de átomos es igual al número de puntos de red.

Radio atómico y el parámetro de red

Número de coordinación

Son la cantidad de átomos vecinos que tiene cada uno de los átomos.

Factor de empaquetamiento

Fracción de espacio ocupado por los átomos en la celda unitaria.

F. empaquetamiento= (# átomos/celda)(vol. Del átomo)/(Vol. Celda unitaria)

Densidad

La densidad teórica de un metal se calcula mediante las propiedades de la estructura cristalina.

Densidad= (átomos/celda)(masa atómica del átomo)/(vol. Celda unitaria)(# de avogadro)

Actividad

Determine el factor de empaquetamiento de la celda CS.

Determine el factor de empaquetamiento de la celda BCC.