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Universidad Tecnológica de PanamáFacultad de Ingeniería MecánicaDepartamento de Ciencias e Ingeniería de MaterialesCarrera de:Licenciatura en Ingeniería de MantenimientoGrupo:1LXAsignatura de:Ciencia de los Materiales(4565)Profesor:Esteban LamInstructora:Dugeidis OrtegaASIGNACIÓNRealizado por:Osorio...

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Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Mecánica Departamento de Ciencias e Ingeniería de Materiales Carrera de: Licenciatura en Ingeniería de Mantenimiento Grupo: 1LX231 Asignatura de: Ciencia de los Materiales (4565) Profesor: Esteban Lam Instructora: Dugeidis Ortega ASIGNACIÓN #4 Realizado por: Osorio, Fátima 8-907-766 Rivera, Luis 8-952-2363 Reyes, Ricardo 8-738-662 I PARTE. PROBLEMAS: 1. Determine, por medio de procedimiento matemático, el factor de empaquetamiento para las siguientes estructuras: FCC, HS y HC. • CS 8 vértices + 1/8 átomos = 1 átomo/ celda 4 1 ∗ ∗ 𝜋𝑟 3 3 = 0.5236 𝐹𝐸 = (2𝑟)3 • BCC 1 átomo/celda + 1 átomo/centro = 2 átomos/ celda 4 2 ∗ ∗ 𝜋𝑟 3 3 𝐹𝐸 = = 0.6802 4𝑟 ( )3 √3 •

FCC 1 átomo/celda + 6 caras x 1/2atomo = 4 átomos/ celda 4 4 ∗ ∗ 𝜋𝑟 3 3 = 0.7405 𝐹𝐸 = 4𝑟 3 ( ) √2

•

•

HS 12 vértices x 1/6 + 2 átomos x ½ = 3 átomos 4 3 ∗ ∗ 𝜋𝑟 3 3 𝐹𝐸 = = 0.60 (2𝑟)2 √3 ) ∗ 6 ∗ 2𝑟 ( 4

HC 12 vértices x 1/6 + 2 átomos x ½ + 3 átomos = 6 átomos 4 6 ∗ ∗ 𝜋𝑟 3 3 = 0.74 𝐹𝐸 = 2 ∗ √2 ∗ 2𝑟 √3 2 ( 4 ) ∗ (2𝑟) ∗ 6 ∗ √3

2. Determine la densidad de los elementos asignados por el instructor en el laboratorio por medio de la celda unitaria. (FCC, BCC)

3. Calcule el porcentaje de cambio de volumen de una estructura de hierro al sufrir un cambio de alotropía esta de FCC al pasar a una BCC, ¿Este disminuye o aumenta? sustente su respuesta.

4. Haga el diagrama para un plano que corta una celda unitaria FCC en [1,1/2,0].

5. Para una estructura CS, determine la densidad planar para los planos (010) y (020).

6. Para una estructura BCC, determine la densidad planar para el plano (110).

7. Calcule el radio de los átomos de Vanadio conociendo que esta posee una estructura cristalina BCC, densidad: 5.96 𝑔/𝑐𝑚3 y un peso molar de: 50.9 𝑔/𝑚𝑜𝑙.

8. Calcule la densidad lineal para una celda cristalina de Aluminio puro con las direcciones [221], [100], [111]. El aluminio puro tiene una estructura cubica centrada en las caras (FCC) Radio atómico (A) = 1.432, Valencia= +3, Radio iónico (A)= 0.51 9. Determine los índices de Miller en un plano cubico que intersección con las coordenadas de posición (1,1/4,0), (1,1,1/2), (3/4,1,1/4) y también con sus ejes de coordenadas.

X -3/4 -4/3 -4

Y ∞ 0 0

Z 1/2 2 6

Ref. (1,1,0)

 06) Índices de Miller= (4

II PARTE. INVESTIGACIÓN: 1. Para las celdas unitarias BCC, FCC y HCP mencione 3 elemento por cada estructura cristalina y mencione algunas de sus propiedades mecánicas que resalten de este. BCC ELEMENTO Cromo

Hierro

Tantalio

FCC ELEMENTO Aluminio

Cobre Oro

HCP ELEMENTOS Cobalto Magnesio Titanio

PROPIEDADES Dureza, resistencia a la tensión, resistencia al desgaste, capacidad baja de forjado, enrollamiento y propiedades de manejo. Resistente a la rotura, deformable, tenacidad, dureza, soldabilidad, resistente a la tracción, resistente al choque, Pesado, dúctil, alto punto de fusión, conductor de electricidad, conductor del calor, duro.

PROPIEDADES Dureza, Resistente a la tracción, resistente a la compresión, a la flexión, a la torsión y al corte Alta conductividad eléctrica, alta ductilidad, alta maleabilidad. Es resistente a la corrosión, es maleable, dúctil y es reflectivo.

PROPIEDADES Ferromagnético, dureza, resistente a tensión, es electroquímico. Poca resistencia mecánica, plasticidad y dúctil. Combinación de gran resistencia, rigidez, tenacidad, baja densidad y buena resistencia a la corrosión.

2. Para la celda unitaria CS mencione 1 elemento y mencione alguna de sus propiedades mecánicas o químicas que resalten de este. Mercurio: Elemento químico, símbolo Hg, número atómico 80 y peso atómico 200.59. es un líquido blanco plateado a temperatura ambiente (punto de fusión -38.4ºC o -37.46ºF); ebulle a 357ºC (675.05ºF) a presión atmosférica. Es un metal noble, soluble únicamente en soluciones oxidantes. El mercurio sólido es tan suave como el plomo. El metal y sus compuestos son muy tóxicos. El mercurio forma soluciones llamadas amalgamas con algunos metales (por ejemplo, oro, plata, platino, uranio, cobre, plomo, sodio y potasio). 3. Mencione 6 elementos con alotropía, incluya las estructuras en las que cambia y a qué condiciones ocurre este cambio en su estructura cristalina. Carbón el carbono puede presentarse como grafito y diamante, pero existen otras formas más como el fullereno, el hollín, nanotubo (NCT). El fullereno se usa como conductor eléctrico, para paneles solares, como antioxidantes, para neutralizar virus, Los nanotubos de carbono permiten fabricar dispositivos ópticos de mejor calidad, pueden transportar corrientes eléctricas cien veces más grandes que el cobre, son 200 veces más fuertes que el acero. Fosforo Fosforo blanco

Pf= 44°C

Fosforo rojo

Pf=590°C

Fosforo negro

Pf= 610°C

Formado por moléculas tetraédricas (P4) es muy reactivo, arde en el aire formando el P4C10 que es el anhidrido fosfórico Se obtiene calentando el fosforo blanco y no arde en el aire Es el más estable, se obtiene calentando el blanco a altas presiones

Oxigeno El O2 (dioxígeno), es el más abundante, presente en la atmósfera terrestre. El O3 (ozono), es un gas azulado altamente reactivo. Se emplea con fines médicos y para la purificación y tratamiento del agua

azufre

azufre monoclínico

azufre rómbico

azufre amorfo

antimonio: Antimonio blanco

esta forma es menos estable que el azufre rómbico, está presente en la forma de agujas finas y opacas. esta es la forma alotrópica más estable del azufre y la más común. Aparece en forma de cristales amarillos y transparentes es de color marrón claro y se forma al enfriar súbitamente el azufre líquido.

es muy quebradizo, de color blanco-azuloso con un brillo metálico característico.

Antimonio amarillo son formas no metálicas e inestables Antimonio negro,

son formas no metálicas e inestables

polonio: • Polonio alfa • Polonio beta

REFERENCIAS 1. W. D. Callister Jr, Materials Science and Engineering - An Introduction (5th ed.), vol. 47, no. 1. 2000. 2. D. R. Askeland and W. J. Wright, “Ciencia e ingeniería de los materiales, 6ta Edición - Donald R. Askeland.” p. 953, 2012. 3. W. Smith and H. Javad, Fundamentos de la Ciencia e Ingenieria de materiales, 4th ed. McGrawHill, 2006....