Propiedades y Estructuras de Materiales: Metales, Polímeros, Cerámicos y Compuestos

Escrito el 24 de Enero de 2025 en español con un tamaño de 5,2 KB

Metales

BCC (Cúbica Centrada en el Cuerpo): Cr, Fe, Mo, V, W. Presentan 6 sitios octaédricos y 8 tetraédricos.
FCC (Cúbica Centrada en las Caras): Ag, Al, Au, Cu, Ni, Pb, Pt. Presentan 8 sitios octaédricos y 4 tetraédricos.
HC (Hexagonal Compacta): Similar a FCC.

Defecto de Frenkel: Variante catiónica y catión intersticial.
Sitios intersticiales octaédricos son mayores en FCC que en BCC.
En FCC, cada diagonal tiene 1/4 de la longitud de la diagonal, con huecos tetraédricos.
El bajo límite elástico en metales se debe a la existencia de dislocaciones.

Semicristalinos / Amorfos: Los semicristalinos poseen mayor resistencia química y mecánica, y mayor densidad.
Termoestables / Termoplásticos: Los termoestables son más duros, más frágiles y no son reciclables.

El poliuretano puede sustituir la fibra de vidrio por boro, disminuyendo la conductividad.
Comportamiento tensión-deformación se determina mediante ensayo de tracción.
Mayor densidad implica menor desordenamiento.
La deformación depende de la flexibilidad de las cadenas.
La cristalinidad es inversamente proporcional a la velocidad de enfriamiento en la solidificación.
El polímero menos cristalino es el fenol-formaldehído cruzado.
El isómero cis, con grupos más voluminosos en lados opuestos, favorece la elasticidad de la cadena.
Los termoestables polimerizan por condensación.
Elastómeros: Presentan deformación elástica y no lineal.
El polímero más cristalino es el cloruro de polivinilo lineal e isotáctico.
Viscoelasticidad: Deformación no permanente que depende del tiempo.
La densidad aumenta con el empaquetamiento de las cadenas.
La deformación implica la rotura de enlaces covalentes y la formación de nuevos.
PTFE con 95% de cristalinidad tiene mayor resistencia mecánica que PTFE con 80% de cristalinidad.
La rigidez está relacionada con el peso molecular, el grado de entrecruzamiento y de ramificación.
La deformación en frío aumenta la resistencia y el límite elástico, pero disminuye la tenacidad y la ductilidad.
Los polímeros lineales tienen mayor estabilidad térmica.
Mayor cristalinidad implica un comportamiento más elastomérico.

CaF₂: FCC.
CsCl: BCC con coordinación 8.
ZnS, SiC: FCC con coordinación 4.
NaCl, MgO: FCC con coordinación 6.
Iónicos / Amorfos: NaCl, MgO, MnS, LiF, FeO (FCC con coordinación 6) / Si, O.

Polimorfismo del Carbono: En el grafito, hay enlaces covalentes entre átomos de los hexágonos y enlaces iónicos entre capas.
El transporte de calor se da por fonones, que es más eficiente que por electrones.
La fragilidad del ZnS se debe a su enlace iónico y coordinación tetraédrica para ambos iones.
Presentan defectos puntuales múltiples para compensar cargas.
El comportamiento tensión-deformación se determina mediante ensayo de flexión.
Estructura Perovskita: Es un ejemplo de estructura cerámica.

Reforzados por dispersión (PAS): Las partículas dificultan el movimiento de las dislocaciones.
AnBm: Estructura aleatoria, con A y B en huecos o posiciones de equilibrio.
La adición de 10-25% de alúmina al aluminio aumenta la resistencia mecánica al impedir dislocaciones y fluencia.
Si se aplica un esfuerzo de tracción igual a la resistencia a la tracción de la fibra, el máximo esfuerzo que soporta es menor que la resistencia a la tracción de la fibra y se produce en la mitad de la fibra.
El tamaño de grano está inversamente relacionado con la resistencia mecánica y el límite elástico.
La longitud crítica de la fibra no depende de la sección, pero sí del diámetro, la resistencia a la tracción y la resistencia de la unión matriz-fibra.
Fe₃C: Compuesto intersticial.
La fractura de una muestra policristalina con carga uniaxial se debe a la existencia de defectos estructurales.
Los compuestos reforzados con partículas grandes impiden la fluencia de la matriz.
Sílice (fibra de vidrio): Ejemplo de material compuesto.
Cizallamiento crítico: 0.003/2.
Adobe: Ejemplo de material compuesto con fibras continuas y orientadas.

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