Estructura Atmica

Es la manera en que est distribuida cada una de las partculas que forman a un tomo.En el tomo distinguimos dos partes: el ncleo y la corteza. El ncleo es la parte central del tomo y contiene partculas con carga positiva, los protones, y partculas que no poseen carga elctrica, es decir son neutras, los neutrones. La corteza es la parte exterior del tomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. stos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del ncleo. La masa de un electrn es unas 2000 veces menor que la de un protn.Los tomos son elctricamente neutros, debido a que tienen igual nmero de protones que de electrones. As, el nmero atmico tambin coincide con el nmero de electrones.

Tipos de Enlaces

Los tomos se unen entre s para formar molculas mediante fuerzas de enlace. El enlace se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de dos o ms tomos y hace que funcionen como unidad.

Enlace Inico: Consiste en la atraccin electrosttica entre tomos con cargas elctricas de signo contrario. Este enlace se establece entre tomos de elementos poco electronegativos con los de elementos muy electronegativos. Se define como el tipo de enlace donde hay transferencia de electrones.Enlace Covalente: Las reacciones entre dos tomos no metales producen enlaces covalentes. Este tipo de enlace se produce cuando existe una electronegatividad polar. Se forma cuando la diferencia de electronegatividad no es suficientemente grande como para que se efecte transferencia de electrones, entonces los tomos comparten uno o ms pares electrnicos en un nuevo tipo de orbital denominado orbital molecular.Enlace Metlico: Unenlace metlicoes un enlace qumico que mantiene unidos lostomos de losmetalesentre s. Estos tomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Estructuras cristalinas

La estructura cristalina nos sirve para describir la forma en cmo estn organizados los tomos de un material, en la mayora delos casos muchas de las propiedades de los materiales se explican con la estructura cristalina que posee el material.

Estructura cbica simple: Contiene un tomo por celda unitaria.Estructura cbica centrada en el cuerpo: Cada tomo de la estructura, est rodeado por ocho tomos adyacentes y los tomos de los vrtices estn en contacto segn las diagonales del cubo.Estructura cbica centrada en las caras: Cada tomo est rodeado por doce tomos adyacentes y los tomos de las caras estn en contacto. Est constituida por un tomo en cada vrtice y un tomo en cada cara del cubo. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro gama, cobre, plata, platino, oro, plomo y nquel.

Discontinuidades en las Redes Cristalinas

Las imperfecciones se encuentran dentro de la zona de ordenamiento de largo alcance (grano) y se clasifican de la siguiente manera:Defectos puntuales: Los defectos puntuales son discontinuidades de la red que involucran uno o quiz varios tomos. Estos defectos o imperfecciones, pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los tomos al ganar energa por calentamiento; durante el procesamiento del material; mediante la introduccin de impurezas; o intencionalmente a travs de las aleaciones. Huecos:Un Hueco se produce cuando falta un tomo en un sitio normal. Las vacancias se crean en el cristal durante la solidificacin a altas temperaturas o como consecuencia de daos por radiacin. A temperatura ambiente aparecen muy pocas vacancias, pero stas se incrementan de manera exponencial conforme se aumenta la temperatura. Defectos intersticiales:Se forma un defecto intersticial cuando se inserta un tomo adicional en una posicin normalmente desocupada dentro de la estructura cristalina. Los tomos intersticiales, aunque mucho ms pequeos que los tomos localizados en los puntos de la red, aun as son mayores que los sitios intersticiales que ocupan; en consecuencia, la red circundante aparece comprimida y distorsionada. Los tomos intersticiales como el hidrgeno a menudo estn presentes en forma de impurezas; los tomos de carbono se agregan al hierro para producir acero. Una vez dentro del material, el nmero de tomos intersticiales en la estructura se mantiene casi constante, incluso al cambiar la temperatura.

Defectos sustitucionales:Se crea un defecto sustitucional cuando se remplaza un tomo por otro de un tipo distinto. El tomo sustitucional permanece en la posicin original. Cuando estos tomos son mayores que los normales de la red, los tomos circundantes se comprimen; si son ms pequeos, los tomos circundantes quedan en tensin. En cualquier caso, el defecto sustitucional distorsiona la red circundante. Igualmente, se puede encontrar el defecto sustitucional como una impureza o como un elemento aleante agregado deliberadamente y, una vez introducido, el nmero de defectos es relativamente independiente de la temperatura.

Defectos Lineales: Las dislocaciones son imperfecciones lineales en una red que de otra forma sera perfecta. Generalmente se introducen en la red durante el proceso de solidificacin del material o al deformarlo. Aunque en todos los materiales hay dislocaciones presentes, incluyendo los materiales cermicos y los polmeros, son de particular utilidad para explicar la deformacin y el endurecimiento de los metales.

De borde: Una dislocacin de borde se puede ilustrar haciendo un corte parcial a travs de un cristal perfecto, separndolo y rellenando parcialmente el corte con un plano de tomos adicional. El borde inferior de este plano adicional representa la dislocacin de borde.

Defectos de superficie: Los defectos de superficie son las fronteras o planos que separan un material en regiones de la misma estructura cristalina pero con orientaciones cristalogrficas distintas, y la superficie externa de un material. En las superficies externas del material la red termina de manera abrupta. Cada tomo de la superficie ya no tiene el mismo nmero de coordinacin y se altera el enlace atmico. Asimismo, la superficie puede ser muy spera, contener pequeas muescas y quiz ser mucho ms reactiva que el interior del material. Cristalizacin: El crecimiento de los cristales que se inicia en los centros o ncleos de cristalizacin en el metal lquido, no puede ser uniforme a causa de los diferentes factores de la composicin del metal, la velocidad de enfriamiento y las interferencias que se producen entre ellos mismos durante el proceso de crecimiento.

Lmite de grano: La microestructura de la mayor parte de los materiales est formada por muchos granos. Un grano es una porcin del material dentro del cual el arreglo atmico es idntico. Sin embargo, la orientacin del arreglo atmico, o de la estructura cristalina, es distinta para cada grano. La frontera de grano, que es la superficie que separa los granos, es una zona estrecha en la cual los tomos no estn correctamente espaciados. Esto quiere decir que, en algunos sitios, los tomos estn tan cerca unos de otros en la frontera de grano que crean una regin de compresin y en otras reas estn tan alejados que crean una regin de tensin.

Tamao del Grano

El tamao de grano tiene un gran efectoen las propiedades mecnicas del metal. Latemperatura, los elementos aleantes y eltiempode impregnacin trmica afectan el tamao del grano.Enmetales, es preferible un tamao de grano pequeo que uno grande ya que los metales de grano pequeo tienen mayorresistenciaa la traccin, mayor dureza y se deforman menos durante el temple, as como tambin son menos propensos al agrietamiento. Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la endurecibilidad, la cual es deseable a menudo para la carburizacin y tambin para el acero que se someter a largosprocesosdetrabajoen fro.Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rpido crecimiento de grano.

Repblica Bolivariana de Venezuela.Ministerio del Poder Popular para la Defensa.Universidad Nacional Experimental Politcnica dela Fuerza Armada.Ncleo Falcn - Extensin Punto Fijo.

Elementos de la Ciencia de los Materiales

Integrantes:Leite EverC.I: 24.705.213Montes AuraC.I: 24.305168Henriquez JoseC.I: 20.798.8384to semestre Ingeniera naval seccin APunto Fijo; 01 de Agosto de 2014