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4.1.- Estructura.

Imagen de la estructura atómica del aluminio.

La estructura de un material puede analizarse a diferentes niveles, y todos ellos influyen en el comportamiento final del mismo. Así, se tiene:

  • Estructura atómica: se trata del nivel más fundamental y se refiere a la distribución de los electrones alrededor del núcleo del átomo.
Esta distribución influye en cómo se unen los átomos entre sí, lo cual determina si el material es un metal, un polímero o un cerámico. Asimismo determina de manera importante el comportamiento eléctrico, magnético, óptico, así como la resistencia a la corrosión del material.
Imagen de estructura cristalina y amorfa.
  • Distribución atómica: se refiere a la organización de los átomos en el espacio, según la cual los materiales se clasifican en:
    • materiales cristalinos: en estado sólido, presentan una organización atómica muy regular y ordenada que se denomina "estructura cristalina". Se habla de monocristales o policristales, según si se repite la misma red en toda la estructura del sólido, o si se compone de diversas regiones en las que individualmente se recrea un monocristal.
La estructura cristalina determina las propiedades mecánicas de los materiales como la ductilidad, la resistencia mecánica, y la resistencia al impacto. Los metales, muchos cerámicos, y pocos polímeros presentan esta estructura.
    • materiales amorfos: aún en estado sólido, los átomos siempre están desalineados o en desorden, por lo que la forma de su disposición no atiende a ninguna forma. Algunos cerámicos y la mayoría de los polímeros responde a esta estructura.
Orientación del grano en un acero eléctrico (estructura policristalina).
  • Estructura granular: el elemento fundamental es el grano, constituido por agrupación de cristales. Su forma y tamaño depende fundamentalmente del proceso de obtención del material, y de los tratamientos térmicos a los que ha sido sometido (por ejemplo, el grano de acero crece a partir de 850ºC), e influye de manera significativa en las propiedades del material.
En la imagen de la derecha, se muestra una estructura policristalina, en la que cada grano tiene una orientación diferente, visible bajo luz apropiada.
  • Distribución de fases: una fase de un material es, en términos de microestructura, una región que difiere en estructura y/o composición de otra región, es físicamente homogénea dentro de sí misma, y está limitada por una superfice. En la mayoría de los materiales se presenta más de una fase, cada cual con su estructura y distribución atómica, y sus propiedades.

Debes conocer

Éste es un documento interesante en el que se analizan las estructuras de los diferentes tipos de materiales: