estructuras y geometrías cristalinas

ENSAYO DE MATERIALES - CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
- SINOPSIS DE LAS PRINCIPALES ESTRUCTURAS
CRISTALINAS METÁLICAS -
APUNTES DE CÁTEDRA – AÑO 2012
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES Y OBRAS CIVILES
FACEyT- UNT
ENSAYO DE MATERIALES - CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA
ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
AÑO 2012
ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
SINOPSIS DE LAS PRINCIPALES ESTRUCTURAS CRISTALINAS METÁLICAS
A) Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
Características de la estructura BCC
Observaciones
Número de átomos en la celda unidad: 2
Átomos compartidos con celdas vecinas
Número de Coordinación de los átomos: 8
Átomo central rodeado por 8 vecinos
Relación Radio atómico (R)-Arista de celda unidad:
“a”: constante de red, idéntica en los 3
ejes para la celda cúbica.
R= (√3/4) a
Factor de Empaquetamiento Atómico: FEA= 0,68
FEA= Volumen de átomos en la Celda
unidad / Volumen de la Celda unidad
Direcciones Compactas= 4
Son las diagonales del cubo
Planos de máxima compacidad= 6
2 planos paralelos a cada eje (x, y, z)
Índices de Miller de direcciones compactas.
Familia < 1 1 1 >
[ 1 1 1 ] [ -1 1 1 ] [ -1 -1 1 ] [ 1 -1 1 ]
Índices de Miller de planos de máxima compacidad:
Familia { 1 1 0 }
( 1 1 0 ) ( -1 1 0 ) / ( 1 0 1 ) ( -1 0 1 ) / ( 0 1 1 ) ( 0 -1 1 )
Número de direcciones compactas en c/ plano de
máxima compacidad: 2 por plano.
-
Ejemplos de metales con estructura BCC:
(Hierro “α”)
Hierro, Cromo, Tungsteno, Molibdeno.
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ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
AÑO 2012
B) Estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC)
Características de la estructura FCC
Observaciones
Número de átomos en la celda unidad= 4
Átomos compartidos con celdas vecinas
Número de Coordinación de los átomos= 12
Cada átomo rodeado por otros 12
Relación Radio atómico (R)-Arista de celda unidad=
“a”: constante de red, idéntica en los 3 ejes
para la celda cúbica
R= (√2/4) a
Factor de Empaquetamiento Atómico: FEA= 0,74
(FEA= Volumen de átomos en la Celda unidad
/ Volumen de la Celda unidad)
Direcciones Compactas= 6
Son las diagonales de las caras del cubo
Planos Compactos= 4
Son planos “octaédricos”
Índices de Miller de direcciones compactas:
Familia < 1 1 0 >
[ 1 1 0 ] [ -1 1 0 ] / [ 0 1 1 ] [ 0 -1 1 ] / [ 1 0 1 ] [ -1 0 1 ]
(2 direcciones sobre los planos xy, yz, xz)
Índices de Miller de Planos Compactos:
Familia { 1 1 1 }
( 1 1 1 ) ( -1 1 1 ) ( -1 -1 1 ) ( 1 -1 1 )
Número de direcciones compactas en c/ plano
compacto: 3 por plano
-
Ejemplos de metales con estructura FCC:
-
Cobre, Aluminio, Oro, Plomo.
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ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
AÑO 2012
C) Estructura cristalina hexagonal compacta (HCP)
Características de la estructura HCP
Observaciones
Número de átomos en la celda unidad= 6
Átomos compartidos con celdas vecinas
Número de Coordinación de los átomos= 12
Cada átomo rodeado por otros 12
Relación c/a= 1,633
“a, c”: constante de red (lados del hexágono
y su altura, respectivamente).
Factor de Empaquetamiento Atómico: FEA= 0,74
(FEA= Volumen de átomos en la Celda unidad
/ Volumen de la Celda unidad)
Direcciones Compactas= 3
3 lados de la cara basal
Planos Compactos= 1
Plano basal
Índices de Miller de direcciones compactas:
Familia < 1 1 -2 0 >
Índices de Miller de Planos Compactos:
Familia { 0 0 0 1 }
Número de direcciones compactas en c/ plano
compacto: 3 por plano
-
Ejemplos de metales con estructura FCC:
-
Titanio, cadmio, cobalto, zinc.
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ESTRUCTURAS Y GEOMETRÍAS CRISTALINAS
AÑO 2012
Bibliografía
CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES. Smith, W. F.
PRINCIPIOS DE METALURGIA FÍSICA. Reed-Hill, R.E.
Elaboración: Ing. Sergio García
Revisión: Ing. Silvia B. Palazzi
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