Investiga la relación existente entre la estructura y la relación de los materiales, así como los efectos que los diferentes procesos pueden tener sobre dichas propiedades.
Ciencia de los materiales
Se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades.
Ingeniería de los materiales
Arte de producir, procesar y conformar o poner en práctica las técnicas de análisis, estudios físicos y desarrollo en materiales.
Tecnología de los materiales
Se caracteriza por la presencia de electrones deslocalizados que se consideran como los responsables de las propiedades que caracterizan a estos materiales:
Metales
Son los materiales constituidos por combinaciones químicas de elementos metálicos y no metálicos.
Material compuesto (Esta definición es incorrecta, debería ser «Cerámicos». Se sugiere revisar la pregunta original).
Las características de estos materiales son alta dureza, resistencia química y térmica, baja densidad y aislantes.
Cerámicos
Son compuestos orgánicos; se caracterizan por el gran tamaño de sus estructuras moleculares, por esta razón también se conocen como “macromoléculas”.
Polímeros
Estructura Atómica y Ordenamiento
Es el arreglo espacial de los átomos o moléculas que se extiende solo a los vecinos más cercanos a estos; a estas estructuras también se les denomina estructuras no cristalinas.
Ordenamiento de corto alcance
Este arreglo abarca longitudes mucho mayores a los 100 nanómetros; los átomos o los iones en estos materiales forman un patrón regular y repetitivo semejante a una red de tres dimensiones.
Ordenamiento de largo alcance
En estos materiales, los átomos siguen un ordenamiento muy localizado, restringido a poca distancia atómica, y que, por lo tanto, no se repite en las 3 dimensiones del espacio.
Sin orden (amorfo)
¿Cuál es la fórmula química y a qué sistema de cristalización pertenece el cuarzo?
¿Cuál es la composición química y a qué sistema de cristalización pertenece el oligisto o hematita?
Composición química: O=30.06%, Fe=69.94%
Sistema: Trigonal, clase hexagonal escalenoédrica
Se le llama al conjunto de átomos según su arreglo periódico en 3 dimensiones:
Cristal
¿Qué nombre recibe la disposición tridimensional de puntos coincidentes con las posiciones de los átomos?
Red cristalina
Es el agrupamiento más pequeño de átomos que conserva la geometría de la estructura cristalina y que, al apilarse en unidades repetitivas, forma un cristal con dicha estructura:
Celda unitaria
Es aquel material cristalino en el que los átomos se encuentran situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias atómicas:
Sólido cristalino
El cristal es un medio periódico infinito, definido por las 14 redes de Bravais:
Postulado reticular
El cristal posee una estructura atómica y la simetría de esta corresponde a uno de los 230 grupos espaciales:
Postulado estructural
Los átomos en la estructura cristalina ocupan posiciones de equilibrio para los cuales la energía es mínima.
Postulado energético
¿Cuál es la composición química y sistema de cristalización de la fluorita?
¿Cuál es el símbolo químico y sistema de cristalización del azufre?
Símbolo: S; Sistema: Ortorrómbico
Defectos e Imperfecciones en los Materiales
Este defecto consiste en que en las caras de los cristales existe un estado de no saturación, por ello tiene tendencia a absorber partículas creando, por ejemplo, epitaxis o películas orientadas.
Relativas a su extensión (Esta descripción no es precisa. Se refiere a defectos superficiales, pero la descripción es ambigua).
Es el crecimiento de cristales de un mineral en la cara cristalina de otro mineral:
Epitaxia
Es el crecimiento de cristales de un mineral en una cara cristalina de otro mineral de la misma composición química:
Homoepitaxia
Es el crecimiento de cristales de un mineral en una cara cristalina de otro mineral de diferente composición química:
Heteroepitaxia
Estos defectos pueden ser generados en el material durante el movimiento de los átomos al ganar energía por calentamiento durante el procesamiento del material.
Defectos puntuales
Cuando una posición atómica está ocupada por un átomo de distinta especie del que le correspondería si la estructura fuera perfecta:
Defecto sustitucional
Un átomo se sitúa en un sitio intermedio entre posiciones estructurales:
Defecto intersticial
Este defecto es cuando un átomo abandona su sitio y se sitúa en un lugar intersticial:
Defecto de Frenkel (La descripción original corresponde al defecto de Frenkel, no al de vacancia).
Este defecto se presenta cuando el átomo emigra a la superficie con otro ion de signo opuesto para mantener la neutralidad:
Defecto Schottky
La calcita es un material calcáreo. ¿Cuál es su fórmula química y el sistema en el cual cristaliza?
Fórmula: CaCO3; Sistema: Trigonal.
La azurita es un material carbonatado. ¿Cuál es su fórmula química y el sistema en que cristaliza?
Fórmula: Cu3(CO3)2(OH)2; Sistema: Monoclínico (La fórmula original y el sistema estaban incorrectos).
La arsenopirita es un material sulfatado, ¿Cuál es su fórmula química y el sistema en que cristaliza? (La arsenopirita es un *sulfoarseniuro*, no un sulfato)
Fórmula: FeAsS; Sistema: Monoclínico.
Son las imperfecciones más importantes que afectan la continuidad de la red cristalina.
Dislocaciones
Es la transformación irrecuperable del material a partir del cual solo se recuperará la parte de su deformación elástica:
Deformación plástica
Es una característica de algunas sustancias o elementos químicos para cristalizar en más de un tipo de estructura cristalina:
(La pregunta está incompleta. La respuesta correcta es Polimorfismo o Alotropía).
Los átomos por encima de la línea de dislocación que se encuentra perpendicular al plano en el punto donde termina el semiplano insertado, se encuentran comprimidos y los que están por debajo, se encuentran apartados.
Dislocación de cuña (También conocida como dislocación de borde o de arista).
Se provoca un deslizamiento que genera una superficie de un plano en forma de espiral semejante al movimiento del tornillo:
Dislocación helicoidal (o dislocación tornillo).
Se presentan cuando los límites, bordes o planos que dividen un material en regiones, cada una de las cuales tienen la misma estructura cristalina pero diferente orientación:
Defectos interfaciales o superficiales
Difusión en Materiales
Fenómeno de transporte de masa por movimiento atómico:
Difusión
En metales puros, los átomos del mismo tipo pueden intercambiar posiciones:
Autodifusión
Requiere dos condiciones: un lugar vecino vacío y el átomo debe tener suficiente energía como para romper los enlaces de los átomos vecinos y distorsionar la red durante el desplazamiento:
Mecanismos de difusión
Intercambio de un átomo de una posición reticular normal a un lugar reticular vecino vacío:
Difusión por vacantes
Movimiento de átomos que van desde una posición entre los espacios de los átomos a otro vecino desocupado.
Difusión intersticial
Se mide mediante el flujo «J»:
Tasa de difusión
Se define como el número de átomos que pasan a través de un plano de superficie unitaria por unidad de tiempo:
Densidad de flujo
Repasar la primera y segunda ley de Fick.
Primera Ley de Fick: «El flujo es proporcional al gradiente de concentración».
Segunda Ley de Fick: «Cambio del gradiente de concentración en función del tiempo».
