Estructura de Los Metales

7/21/2019 Estructura de Los Metales

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CRISTALOGRAFIA





ARREGLOS ATÓMICOS

Los metales, como todos los

elementos químcos, est!n"o#mados $o# !tomos% &a#amuc'os $#o$(stos es )tl *

+!ldo consde#a# los !tomoscomo es"e#as #ídas% Así$odemos 'a-la# del tama.o de

los d"e#entes elementos#e/#0ndonos a su #adoat(mco% Los tama.os de los

!tomos se mden en undades de



En la /u#a 2 se $#esentan los tama.os #elat+os de alunos!tomos8 Fe 92%:; 1<, N 92%:= 1<, O 93%> 1<, C93%?2 1<, N 93%?2 1<,@ 93%;> 1<% En metalu#a es m$o#tante tene# sem$#e $#esentelos tama.os #elat+os de los com$onentes de una aleac(n%

F% 2% Rados at(mcos, en anst#oms, de alunos elementos de

nte#0s en la metalu#a "e##osa%



En los mate#ales en estado líqudo, los !tomos se encuent#an en

mo+mento aleato#o, no ua#dan$oscones /Bas% Cuando losmate#ales sold/can al se#

en"#ados, el mo+mento at(mcocesa% En estado s(ldo los !tomos$ueden adqu## un o#denamentode/ndo t#dmensonal, en tal caso

se dce que tenen est#uctu#ac#stalna% Fo#man c#stales% Alunosmate#ales no $#esentan

o#denamento al sold/ca#, su



Alunos mate#ales $ueden se#

amo#"os o c#stalnos, se)n comoson en"#ados% Es el caso, $o#eBem$lo, del SO: 9d(do de

slco<, que cuando es c#stalno"o#ma el cua#o * cuando esamo#"o "o#ma el +d#o% En un

metal s(ldo, estas es"e#as o!tomos se a#u$an en el es$acoen a##elos #eula#es, o#denados,

#e$ett+os, $e#(dcos% Fo#man



En la /u#a : se lust#an dos $os-ldades de a##eloat(mco $a#a "o#ma# $lanos% N(tese que el $lano de la /u#a: $#o+ee una ocu$ac(n m!s e/cente del es$aco%

F% :% A##elos $lana#es de !tomos uales% Se muest#an dos

$os-ldades%



Los s(ldos c#stalnos $ueden ado$ta#aluna o alunas de las 2; est#uctu#as$os-les% En la /u#a se muest#an estas2; #edes de #a+as 96-#a+07<%A"o#tunadamente, sal+o escasasece$cones, los metales c#stalan en

solo t#es est#uctu#as8 la est#uctu#ac)-ca cent#ada en el cue#$o, laest#uctu#a c)-ca cent#ada en las ca#as *la est#uctu#a 'eaonal com$acta% &o#

-#e+edad * comoddad, es com)n#e"e##se a estas est#uctu#as medantelas slas -cc, "cc * 'c$% Estas slas$#o+enen de los nom-#es en nles

6-od* cente#ed cu-c7 9-cc<, 6"ace



F% % Las 2; #edes de #a+as%



Estas est#uctu#as tenen laca#acte#ístca de se# mu*

com$actas, es dec#, $e#mtena$#o+ec'a# e/centemente eles$aco deBando $ocos 'uecos% Enlas est#uctu#as "cc * 'c$, ?; deles$aco est! ocu$ado $o# !tomos *el #esto, :>, es es$aco +acío% En laest#uctu#a -cc esta e/cenca o

6"acto# de em$aquetamento7 es de>5, con : de es$aco +acío% Lasest#uctu#as "cc * 'c$ son m!s

densas o com$actas que la -cc%



Es )tl tene# eBem$los de las est#uctu#asde alunos metales% En ene#al, losmetales m!s

d)ctles son de est#uctu#a "cc, el o#o,$lata, co-#e, alumno, níquel * ot#osado$tan esta est#uctu#a% El 'e##o a -aBatem$e#atu#a * el tunsteno 9J< $oseen

est#uctu#a -cc% El nc * el ttano soneBem$los de metales con est#uctu#a 'c$%El 'e##o $u#o $uede ado$ta# dosest#uctu#as d"e#entes, de$endendo dela tem$e#atu#a a que est0 sometdo% Atem$e#atu#a am-ente * 'asta unatem$e#atu#a de K23 C $osee est#uctu#a

-cc, a##-a de K23 C * 'asta 2K; Cado ta est#uctu#a "cc, ent#e 2K; C



Se dce que el 'e##o es 6$olm(#/co7 o6alot#($co7, $o# $ode# ado$ta# d"e#entesest#uctu#as c#stalnas% Ot#os metales *mate#ales en ene#al $#esentan esta$#o$edad% Enla /u#a ; se lust#a este com$o#tamento

del 'e##o en una cu#+a de en"#amento%Al 'e##o -cc de -aBa tem$e#atu#a se lellama 'e##o 9al"a< o 6"e##ta7, a

tem$e#atu#a am-ente es

man0tco% Al 'e##o "cc se le llama 'e##o 9amma< o 6austenta7 * al 'e##o -ccde altatem$e#atu#a se le llama 'e##o 9delta<%

Cada una de estas "o#mas es llamada una



F% ;% Cu#+a de en"#amento $a#a 'e##o $u#o%



Al 'e##o -cc de -aBa tem$e#atu#a sele llama 'e##o 9al"a< o 6"e##ta7, a

tem$e#atu#a am-ente esman0tco% Al 'e##o "cc se le llama'e##o 9amma< o 6austenta7 * al'e##o -cc de alta tem$e#atu#a se lellama 'e##o 9delta<% Cada una deestas "o#mas es llamada una "ase%Du#ante el calentamento, el 'e##o

9-cc< e$e#menta un cam-o de"ase a la tem$e#atu#a de K23 C$a#a #eo#dena# sus !tomos * $asa#

a la est#uctu#a "cc o "ase %



Esta t#ans"o#mac(n de "asetoma un ce#to tem$o * du#ante

dc'a t#ans"o#mac(n latem$e#atu#a $e#manececonstante% Du#ante el

en"#amento ocu##e lo cont#a#o,laaustenta se t#ans"o#ma a "e##ta

a tem$e#atu#a constante% Esm$o#tante #eco#da# que esto es+!ldo solo $a#a el 'e##o $u#o%

En el calentamento, la



En el en"#amento see$e#menta una e$ans(n

du#ante la t#ans"o#mac(naustenta4"e##ta, $o# se#menos com$acta la "e##ta que

la austenta%En la /u#a = se lust#an losdetalles de las est#uctu#as -cc

* "cc, n(tese que en ellasesten 'uecos que $ude#anse# ocu$ados $o# !tomos de

tama.o m!s $eque.o%



F% =% A##elo at(mco en las est#uctu#as FCC * CC%



DEFECTOS CRISTALINOSEl a##elo de los mate#ales c#stalnosno es $e#"ecto% Un lua# que de-e#ía

esta# ocu$ado $o# un !tomo a +ecesest! +acío, este de"ecto #ec-e elnom-#e de +acanca% En un metal conelementos aleantes, un lua# queno#malmente est! ocu$ado $o# el metal'u0s$ed $uede se# ocu$ado $o# ot#o!tomo de #ado at(mco smla#, este

de"ecto se llama !tomo de m$u#easusttuconal% Cuando los !tomos dem$u#ea son consde#a-lemente m!s$eque.os que los !tomos del metal

'u0s$ed, $ueden aloBa#se en los 'uecos



F% >% De"ectos en el a##elo at(mco% a<%4 Pacanca -<%4 Autonte#stcal c<%4 Susttuconal d<%4 Inte#stcal



En una aleac(n los elementos$#esentes $ueden #eaccona# dando

lua# a com$uestos d+e#sos%Tam-0n sucede lo que se coment(en el $!##a"o ante#o#, loselementos aleantes $uedensm$lemente dst#-u#se como!tomos nd+duales aloBados en la#ed c#stalna del metal 'u0s$ed% En

tal caso se 'a-la de una soluc(ns(lda, la cual $uede se#susttuconal o nte#stcal% En una

aleac(n los elementos aleantes



De snula# m$o#tanca en las $#o$edades delos metales son los de"ectos llamadosdslocacones% Qstas son un de"ecto en el

o#denamento que se man/esta como líneas% Enla /u#a ? se lust#a un esquema de un t$o dedslocac(n llamada de -o#de%

F% ?% Dslocac(n de -o#de, el deslamento de la dslocac(n

-aBo un es"ue#o $#oduce la de"o#mac(n $l!stca%



En la /u#a 5 se muest#a el as$ecto que$#esentan las dslocacones al se# o-se#+adasmedante un mc#osco$o elect#(nco de

t#ansms(n%

F% 5% Dslocacones en una muest#a met!lca +stas almc#osco$o elect#(nco de t#ansms(n%



Las dslocacones son #es$onsa-lesde la ductldad de los metales% La

línea de lasdslocacones $uede desla#seso-#e $lanos c#stalnos de laest#uctu#a cuando se a$lcaes"ue#o a los metales * esto$#oduce la de"o#mac(n $l!stca%Las dslocacones esten en #an

n)me#o en los metales, se ene#andesde el $#oceso desold/cac(n% Una muest#a de ace#o

#ecocdo de un cm de +olumen



En un ace#o lamnado en "#ío lacantdad de dslocacones

$uede se# mllones de +ecesm!s ele+ada% La de"o#mac(n$#oduce m!s dslocacones%Es sa-do que un metal#ecocdo es sua+e * de -aBa#esstenca mec!nca, esto esde-do a la mode#ada cantdadde dslocacones que contene *que son #elat+amente l-#es de



Cuando el metal es de"o#mado en "#ío sudu#ea * #esstenca aumentan, esto esde-do a que las dslocacones

e$e#mentan #an d/cultad $a#adesla#se * solo lo 'acen encantdad lmtada -aBo es"ue#os mu*ele+ados% Los metalu#stas te(#cos se'an $lanteado el $#o-lema de calcula# la#esstenca de los metales en condc(nl-#e de de"ectos, esto es, es sn

dslocacones% El #esultado ndca que unmetal l-#e de dslocacones solo $uedede"o#ma#se o #om$e#se -aBo es"ue#osque son del o#den de cen a ml +eces

su$e#o#es a los +alo#es de #esstenca



Se 'a lo#ado $#oduc# en la-o#ato#o -aBocondcones cont#oladas, muest#as de tama.oslmtados de metales con un n)me#o mu*#educdo de dslocacones * que $#esentan#esstencas ce#canas a la te(#ca%

EL ACERO COMO UNA SOLUCIÓN SÓLIDAINTERSTICIAL

El ace#o es una aleac(n de 'e##o * ca#-ono% Elca#-ono $uede est# en soluc(n s(lda o -en$uede esta# "o#mando ca#-u#o de 'e##o 9FeC<%

El ca#-ono $uede est# en la austenta comoelemento nte#stcal en soluc(n s(lda 'astacontendos de :, de$endendo de latem$e#atu#a% En la austenta el 'e##o se aloBa enlos stos nte#stcales de la est#uctu#a "cc, que

son un $oco m!s $eque.os que el $#o$o !tomo



En la "e##ta el ca#-ono tam-0nse aloBa en los stos

nte#stcales, $e#o Mos0s@noBosa Inene#ías, ulo4Se$tem-#e :333, Pol% III, No%5

:= 0stos son consde#a-lementem!s $eque.os que el !tomo deca#-ono * se $#oduce una

"ue#te dsto#s(n% Este 'ec'olmta #andemente la cantdadde ca#-ono que $uede est# en

soluc(n s(lda nte#stcal en el



CONCLUSIÓNTodos los metales son c#stalnos% Lasest#uctu#as c#stalnas que ado$tan, así

como las m$e#"eccones en el a##elo,dete#mnan en -uena medda muc'as desus $#o$edades m!s #ele+antes% En$a#tcula#, los de"ectos llamadosdslocacones son #es$onsa-les de laductldad de los metales% En una aleac(nlos elementos aleantes $ueden est#

como !tomos aslados aloBados en la #edc#stalna como nte#stcales osusttuconales, tam-0n$ueden "o#ma# com$uestos% El

conocmento de la est#uctu#a c#stalna

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