Materiales cristalinos.-
Los materiales cristalinos son aquellos materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada en las tres direcciones del espacio.
Estructura Ordenada.-
Los sólidos cristalinos tienen estructuras microscópicas ordenadas que obedecen un patrón distintivo para una determinada red cristalina
Periodicidad.-
La disposición espacial de las partículas en un sólido cristalino es periódica, repitiéndose en todas direcciones y originando un patrón estructural propio para cada sólido.
Anisotropia.-
Los cristales muestran propiedades diferentes en diferentes direcciones debido a la orientación de sus planos cristalinos.
Simetria.-
Los cristales suelen presentar algún tipo de simetría, lo que significa que el contenido de una parte de la celda se repite en otra parte de la misma después de una rotación, reflexión o inversión.
PROPIEDADES DE LA MATERIA CRISTALINA
Propiedades físicas y químicas únicas.-
La estructura cristalina confiere a los materiales propiedades únicas como dureza, fragilidad, conductividad eléctrica y térmica, elasticidad y refracción de la luz.
SOLIDIFICACION, CRISTALIZACIÓN Y RECRISTALIZACIÓN
La formación de cristales puede originarse de diferentes maneras, según las características del ambiente donde tenga lugar:
Solidificacion.-
Materiales en estado fundido que sufren un descenso en su temperatura produciendo un cambio de estado.
Cristalizacion.-
Se produce la formación de cristales a partir de la incorporación de las sustancias que componen un fluido, por saturación de alguno de los componentes. Existen 2 modalidades:
-Precipitacion.- Cuando el fluido es un líquido.
-Sublimacion.- Cuando el fluido es un gas se produce la cristalización directamente al estado sólido.
Recristalizacion.-
Se forma un nuevo cristal por reorganización interna de los componentes de un cristal preexistente.
CRISTALOGÉNESIS: NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES
Independientemente del mecanismo ambiental que ha originado un cristal, su formación o cristalogénesis sigue una serie de etapas denominadas nucleación y crecimiento.
Formacion de los cristales.-
La formación de un cristal comienza con la nucleación, formación de un núcleo o partícula inicial con las propiedades de un cristal, a partir de la cual éste ya puede crecer.
Nucleacion Homogénea.-
Cuando la partícula es de la misma composición y estructura del cristal que se va a formar.
Nucleacion Heterogénea.-
Cuando el núcleo es una sustancia diferente y preexistente que favorece su cristalización.
Defectos cristalinos.-
La cristalización nunca es perfecta. Como en cualquier proceso natural se producen imperfecciones en el crecimiento. Los defectos cristalinos se denominan:
- Vacancias
- Átomos intersticiales
- Sustituciones
- Dislocaciones
Forma de los cristales.-
Como la tendencia durante el crecimiento es a completar caras, la forma final con la que aparece un cristal (siempre que no tenga limitación de espacio) se denomina hábito y es fiel reflejo de su estructura interna.
Los ambientes petro genéticos.-
Los ambientes petrogenéticos (ambientes que dan lugar a la formación de rocas) se clasifican en tres grandes grupos:
Roca magmatica.-
Determinado por la existencia de material fundido (magma) en el interior de la tierra.
Roca metamórfica.-
Determinado por el cambio de condiciones (presión temperatura o composición) en el que tuvo lugar la génesis de una roca preexistente.
Rocas sedimentarias.-
La actuación de los agentes geológicos externos tiene como consecuencia la aparición de gran cantidad de sedimentos, ya sea por deposición (rocas detríticas, por ejemplo) o por precipitación de sales disueltas en el agua.
MATERIALES AMORFOS
Es un estado sólido de la materia, en el que las partículas que conforman el sólido no poseen una estructura ordenada.
PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS AMORFOS
Los materiales amorfos son sólidos en los que las partículas constituyentes (átomos, moléculas o iones) no están dispuestas en un patrón ordenado o repetitivo a largo alcance, como lo están en los cristales. Algunas propiedades de los materiales amorfos incluyen:
Falta de orden cristalino.-
No tienen una estructura de red cristalina definida, lo que resulta en propiedades isotrópicas.
Transparencia.-
Muchos son transparentes debido a la falta de estructura cristalina.
Ductilidad.-
Algunos pueden ser más dúctiles que sus contrapartes cristalinas.
Fragilidad.-
Otros pueden ser frágiles debido a la falta de una estructura cristalina ordenada.
Mayor resistencia a la corrosión.-
Son menos susceptibles a ciertos tipos de corrosión.
Baja temperatura de transición vitrea-.
Tienen una temperatura de transición vitrea por debajo, de la cual pierden su comportamiento elástico.
FORMACION DE LOS SOLIDOS AMORFOS
Los sólidos amorfos se pueden formar, en condiciones naturales, si crecen en condiciones donde no existe suficiente movilidad de los átomos
Artificialmente, existen varios métodos de obtención de sólidos amorfos. El método más antiguo y más empleado es el de la fundición templada, del que se conocen algunas variedades:
· Bloque congelado
Esta técnica necesita de un alto rango de temperaturas para el enfriamiento y formar una aleación metálica. Un chorro de metal fundido es propulsado contra la superficie de un cilindro de cobre, el cual se encuentra en rápida rotación, lo que obliga al líquido a enfriarse.
· Templado con líquido
Esta técnica puede ser utilizada para el enfriamiento de líquidos, utilizando baños de hielo en los cuales se introducen pequeñas cantidades de fundido; permite enfriar con rangos de velocidad altas.
· Templado al aire
Esta técnica puede ser utilizada para materiales con tendencia a la formación de sólidos amorfos.
· Condensación del vapor
Esta técnica comienza cuando el vapor formado en una cámara de vacío, por la evaporación del material, choca con una superficie fría,
obteniéndose una sustancia amorfa.