Enllaç, Estructura i Difusió en Materials

CERÀMIQUES

Combinació metal+nometal o nometal+nometal. Val i electronegativitat condicionara naturalesa enllaç->manera de disposarse atoms constituents./// Enllaç covalent: val. 1 atom condiciona nº enllaços amb at veins, condiciona nº coordinació. Direccionalitat determina patró i geometria de lordenament cristali.// Enlla ionic: val. Important x determinar proporció dels ions intervinents. Assegurar electronegativitat (x ella mateixa no es pot decidir patró dordenament atoms. Cristal ionic escull lopcio mes estable: disposició dions + i - maximitzen atracció electrostatica i minimitzen repulsió->maxim empaqetament possible, major nºcoordinació possible. Tamany elements condiciona eficacia de lempaquetat.///Vidres ceràmics: escalfament de sílice(ceramica complexa)-pertorbació estructura regular tetraedrica, o si refreda rapid->material amorf, vidre. X lirregularitat destructura es deformen i ablaneixen a temp.
Menors de les q necesiten x a fondres. Altres q formen sílices pero no son vidres: comp. Formadors o vitrificants. Menor compacitat vidre->introduir subst. X alterar propietats. (ex.: oxids mpdificadors)./// Es mes facil conformar un vidre que una ceramica: -menors T: no cal fondre le vidre, nomes reblanirlo. -Enfriamiento mes senzill: no cirstalitza, la cermica si.->augment deformabilitat del vidre.

Polímers

Formats per macromolecules formades x repetició dunitats estructurals senzilles. Majoria sintetics.//Polimerització: proces: molecules senzilles (monomers) suneixen x enllaços covalents x formar polímer.
Hi ha material polimeric amorf (no ordenament i son transparents i flexibles), i mat. Polim. Cristali (ordenament i sonopacs, no flexibles).+/- facilitat x cristalitzar depen de: estructura, forma i long macromolecules, temps mínim necessari x cristal.// Hi ha polimerització x addicció i x condensació. X a: un únic monomer (de normal gas) a macromolecules (creixement gradual x addicció). Unitat repetitiva coincideix amb monomer partida excepte en el doble enllaç. Catalitzador: creixement macromolecules molt rapid, pero mecanisme reaccions complex i influit per molts factors no sempre contables (responsables de les diferents long de les macromolecules).// X c: 2 molecules combinades provoquen formació i perdua duna altra molecula petita (H2O, alcohol, HCl...). A Temp. Elevades. Molt mes lenta q polimerit. X addicció i polímers amb longitus de macromolecules no molt llargues. ///Ramificació, isomeries i copolimerització: polímers lineals: 1 macromol.
, polímers ramificats: mol. Secundaris molt curtes.//u=unitat merica dun polímer determinat. Polímer=uuuuu->isotactica. U enllaçadés invertidament: n: polímer=nununu->sindiotactica, si alternança aleatoria, atàctica. Hi ha la estereoisomeria (iso espacial): quan hi ha enllaços dobles (estos impiden los girs dels enllaços entre carbonis->asimetria-> forma cis (cap amunt) forma trans (cap avall).)//Homopolímer: mateixa unitat repetitiva. Heteropolimers-Copolímers + dun tipus de monomer. Segons la combinació dels diferents monomers: copolímer a latzar. Copolímer en bloc (3-3-3...). Copolímer alternat (1-1-1...), copolímer insertat (111/1\).

Diversitat de comportament entre polímers termoplastics, termoestables o elastomers depen del tipus dunitats repetitives q constitueixen el material, el tipus dunio entre macromol. Deguda a les forces de van der waals, enllaços cov. O raons mecaniques. TERMOPLASTICS:poden moldejarse aplicant pressió en calent i podren reblandecerse/fondres de nou i tornar a processarse. Propietats depenen de-: intensitat forces secundaris entre macromol., long macromol., manera en q macromol. Es disposen a lespai. MAcromol.: retorcidas sobre elles mateixes, sense ordre: estructura 3D complexa. Magnitud molt sensible a lemarañamiento de les macromol.->viscositat:resistencia que ofereix un fluid baix una pressió donada. Com mes grans i lineals sonles mol., major sera la fricció interna i + paregut el material polimeric a la mel q a laigua. Efecte incrementat en polímers ramificats.// TERMOESTABLES: un cop polimeritzats no poden fondre ni canviar la seua forma, inclús ascalfantse. Si Temp molt elevada,  poden arribar a degradarse o a carbonitzarse. La seua conformació se fa en 2 etapes: 1) Es prepara un polímer de baixa massa molecular: prepolimer (sintroduix fos a un motlle). 2)

Curado

El material sendureix x laccio del calor, pressió i per efecte de catalitzadors o per tot en conjunt. Es produeixen transformacions químiques q porten a lestructura final, entrecreuada i reticular. Podríem pensar q es cristali x lestructura reticular, pero no pq lentrecreuament es bastant aleatori, fet q  impossibilita lordenament cristali.//ELASTOMERS: sallarguen quan se deformen x laccio duna força externa i recuperen la forma original un cop la força cesa. Elasticitat: les llargues mol. Polimeriques estan enredades i enrollades en espiral->laccio duna força externa les desenrolla i estira; quan la força satura, les mol. Senrollen de noui el material recupera la seua forma original. Pero: si la mgnitud de la força es suficient elevada, les macromol. Desllicen entre si i el material no recupera la seua forma. La perdua delasticitat pot evitarse pel calentament de lelastomer en presencia dun reactiu químic (ex.: azufre) x formar enllaços covalents entre les macromol., que les mantenen unides entre si, evitant el deslizamiento entre elles->ENTRECREUAMENT, si es lazufre->VULCANIZADO.

ORDENAMENT EN Polímers, AMROFSS VS CRISTALINS. Conseqüencia del enredo molecular: naturalesa AMORFA (no cristalina): la disposició espaial de les molecules, ordenades a latzar, fa difícil la consecució de lordre que exigeix la cristalinitat. Pero degut a les forces intermol., en alguns termoplastics pot produirse un ordenament de largo alcance->cert grau de cristalinitat a la regió on aixo passa. Pero->s'ha de tenir en compte q degut a la debilitat destés forces i a la dificultat de moure les llargues macromol. Enredades, el mecanisme dordenament es sempre poc eficient. ->MATERIALS SEMICRISTALINS (parcialment cristalins). Polímers AMORFS: nomes existeix ordre local (curt alcance). Temp. Característica: T de transicion vitrea (Tg). T<Tg: mobilitat macromol. Molt restringida. T>Tg:alguns segments adquereixen mobilitat.T>>>Tg:deslizamiento de molecules->fluencia. Polímers SEMICRISTALINS: consta d regions cristalines petites, cadascuna amb un aliniament particular, embebidas en una matriu amorfa composta d macromol. Orientades a latzar. 
Coexisteix part amorfa i part cristalina. Cristals->se formen regularment com plaques primes->apilament,estructura multicapa. Les macromol. Es pleguen una i altra vegada sobre elles mateixes i queden els doblecs de les molecules sobre les cares de la laminilla. Tenen una T característica: temp. De fusió (Tf). T>TF:es destrueix lordenament a largo alcance->polímer en estat liquid, amb estructura completament amorfa. Tactiques x quantificar la fracció de zona cristalina: colorimetria diferencial de barrido (DSC), diferenciació de raigs X (XRD). No tots els polímers termoplastics tenen = tendencia a la cristalitzacio. La lentitud de lenfriamiento desde lestat liquid afavorir laparicio de zones cristalines. (qüestió de temps i mobilitat q les macromol. Trobin lorientacio adequada x a la cristalinitat. Altres factors: -Naturalesa química del polímer: depenen della factors com la intensitat de les interaccions intermoleculars i la flexibilitat de les macromol. -Long marcomol.: + long, + difícil cirstalitzar (x - mobilitat). -Presencia de ramificacions o grups laterals voluminosos: entorpeixen la cristalitzacio pq exerceixen d punts dancoratge q dificulten la mobilitat. -Simetria o regularitat del polímer: + simetria/regularitat facilita cristalitzacio. -Presencia de grups polars: + possibilitat destablir interaccions intermacromol. De + intensitat. DISTINCIONS TIPUS DE MATERIALS:

Termo-plastic: long. I arquitectura macromol

Elàstomer: deformació elastica-> forma original recuperable. A nivell estructural: macromol. Amb facil capacitat de moviment, entre elles alguns enredaments. Quan deixem daplicar estímuls mecanics externs->retorn posició inicial. Termoestable: a laportar calor pateix transformació química: 1) liquid,2)gel,3)solid. Se solen usar combinats amb matrius termoestables. Material molt poc deformable->quebradizo.

DIFUSIÓ

Mecanisme en q la materia se transporta x la materia. Proces lent pel qual atomcs, ions o molecules se mouen duna part a una altra de la materia. Pot produirse en els 3 estats dagregacio, pero en el solid esta limitada x lecistencia denllaços atomics + forts energeticament q els dels líquids i gasos, aixi com a lespai disponible per al moviment dels atoms/ions/molecules. Condicions: a) espai lliure adjacent q latom pugui ocupar. B)atom energia suficient per a trencar enllaços atomics i distorsionar la xarxa cristal. Tal com se mou x ella. Conseqüència-> difusió en estat solid + afavorida energeticament x materials amb enllaç metalic i - afavorida en materials amb e. Ionic o covalent. FENOMENOLOGIA: 1)Autodifusió->migració datoms del propi metall base. 2)Interdifusio:migració datoms diferents al del metall base. 3)Difusió d'atoms desde lambient extern cap a linterior del metall. 4)Difusió datoms des de linterior del metall cap a lexterior. MECANISMES Difusió: 1)Intercanvi simple datoms. 2)Difusió per vacants. 3)Intercanvi cíclic datoms. 4)Difusió intersiticial(mecanisme mes rapid q x vacants). En funció  de la dependencia del flux de difusió (velocitat de transferencia de massa) en respecte al temps: difusió en estat estacionari, difusió en estat no estacionari.//DeEE: flux independent del temps. Flux proporcional al gradient de concentració. 1ª llei Fick.//DeENE: flux dependent del temps. Concentració de les especies que difonen = funció del temps i de la posició(C=C(x,t)). 2ª llei Fick. Solució analítica depen de les condicions de lentorn. Aplicacions industrials difusió en estat solid: carburació (cementació) dacers, Purificació dhidrogen, dopatge (silici amb fosfor)->semiconductors de tipus n.//FACTORS  Q AFECTEN AL COEFICIENT DE Difusió (D): temperatura, mecanisme difusió (intersticial->+alt, x vacant->+baix), estructura cristalina metall base, tipus enllaç, zona a traves de la q se produeix la difusió.