Tipos d microestructuras:
Sustancias puras(homogéneas y monofásicas. Mismas Propiedades. Ej: el vidrio) Compuestos: su composición (porcentaje) es fija (Aleaciones con porcentajes fijos)- Soluciones: su composición es variable (Agua con sales)
Sustancias no puras o mezclas (heterogéneas y polifásicas Ej: el granito) Se basan en la adición, en proporciones variables, de sustancias cuyas propiedades no sufren alteración Microestructuras Cristalinas:
Orden cristalino de los sólidos: Sirve para distinguir la mayor o menor regularidad de las DA: Monocristales: Orden de largo alcance. Regularidad elevada. Anisótropos. (Cuarzo)- Policristales: Orden de medio alcance, hasta 0,1 mm. Orden cristalino perfecto. Metales- Vítreos: Orden de corto alcance. Isótopos. Vidrios, cerámicas, etc- Amorfos: sin orden alguno. Isótropos. Madera, mat. bituminosos Microestructuras No cristalinas:
Vítrea: Algunas cerámicas no cristalinas. Cierto tipo de orden- Polimérica: Materiales moleculares- Amorfa: La organización se debe procesos de crecimiento o de fabricación (Leñosa, Gel rígido, Composite)
Disposiciones cristalinas
Celda unitaria grupo más pequeño de átomos que, mediante traslación en las tres direcciones, constituye la totalidad del cristal. 14 Clases, pertenecientes a los 7 sistemas de cristalización. Los más resistentes: el cúbico y el hexagonal Nº d coordinacion:Es el nº de átomos vecinos más próximos que rodean a cada uno de la estructura y dan l indice o grado de compacidad de la estructura cristalina estructuras compactas
Usuales de los sólidos con enlaces atómicos metálicos (metales y aleaciones). Estructura hexagonal compacta (HC). Ej. Titanio, magnesio, cinc. Estructura cúbica centrada en las caras (CCC). Ej. Aluminio, cobre, níquel, plata, plomo estructuras no compactas
Se caracteriza por tener tamaños atómicos diferenciados. Típicas en piedras naturales. Estructura celdas tetraédricas. Ej. Fósforo. Estructura cúbica centrada en el cuerpo (CC). Ej. Cromo, platino. Estructura cúbica simple. Ej. Oxígeno, manganeso Defectos puntuales:
Debido a impurezas químicas: Átomos sustitucionales- Átomos intersticiales- Vibraciones energéticas que producen vacancias creadas por átomos excitados que emigran a la superficie de la red cristalina- Vacancias por átomos que emigran. Las perturbaciones deben ser compensadas por la zona próxima de la red cristalina lineales:dislocaciones
Desplazamientos dentro de la red cristalina causados por una perturbación inicial o una vacancia. Se producen en direcciones y planos en los que los átomos están colocados más densamente.tipos:De borde o arista (anormalidad que puede desplazarse a lo largo de un plano de deslizamiento)- Helicoidal (efecto cortante)- Mixta (mezcla de las anteriores). Influencia en el comportamiento de los sólidos cristalinos: Beneficiosas para facilitar la deformación (PLASTICIDAD)- Perjudiciales para la resistencia (ELASTICIDAD)- Control de las dislocaciones:- bloqueo mecánico, dificultando su avance- estabilización- aumentando su densidad superficiales
De borde de grano: Superficie que separa las diferentes orientaciones cristalográficas, en la que los átomos no están separados uniformemente, unos muy juntos causando compresión y otros separados causando tensión. Influye en la corrosión, cambio de fase, tratamientos mecánicos y térmicos- De superficie libre: Los átomos carecen de vecinos y alteran su contenido de energía emitiendo o captando electrones. Influye en fenómenos de adherencia y atracción entre materiales Microestructura de gel
Mezcla de sólidos, líquidos y a veces gases, en una combinación tan fina de sus componentes, que el material se comporta como un sólido no cristalino. formacion: Cuando las partículas sólidas, en suspensión coloidal, se vinculan entre sí formando un armazón que encierra al líquido en una red de poros capilares o en oquedades muy pequeñas; O, por engrosamiento de un sólido cuando el líquido lo penetra a lo largo de los capilares de su estructuras. tipos: Gel elástico: Cuando el armazón sólido está formado por moléculas de larga cadena (ej. Asfalto, gelat.)- Gel rígido: Cuando las moléculas forman una red tridimensional (ej. hormigón)
Microestructura leñosa
Tipos de célula de la madera según la función que realizan: Tejidos de sostén: Fibras duras, forman la parte principal del cuerpo leñoso del árbol. Gran resistencia mecánica y a la putrefacción- Células Vasculares: Vasos en las frondosas y traqueidas en las coníferas. Células tubulares colocadas unas en prolongación de otras- Células de reserva: Reserva de sustancias nutritivas para el periodo invernal Célula leñosa:La pared de una célula consta de varias capas de fibras de celulosa y de lignina: La resistencia a tracción de las microfibrillas de celulosa es similar a la del acero, pero con una densidad seis veces inferior- Están embebidas en lignina, de resistencia a compresión similar a la del mortero, pero con densidad del 40%- En la madera, la relación resistencia/densidad alcanza un valor muy elevado- El comportamiento de la madera es en parte elástico, por la celulosa, y en parte viscoplástico, por la lignina Microestructura de composite:
Se consigue introduciendo sobre un soporte o matriz partículas o fibras muy finas de materiales adecuados, que contribuyen a mejorar la resistencia o comportamiento del conjunto, al actuar como obstáculo al movimiento de las dislocaciones- Como cargas se utilizan fibras vegetales, minerales o sintéticas, y como matriz: morteros y hormigones, metales y polímeros- Ejemplos conocidos son el poliéster reforzado con fibra de vidrio, el fibrocemento, Prodema