U4. Cristales Líquidos y Metales Amorfos

8/17/2019 U4. Cristales Líquidos y Metales Amorfos

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Cristales líquidMetales amo

Obtención y


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Cristales líquid


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones

Fases presentes• Nemáticos

• sm!ticos "A y C#

Clasicación• Termo trópicos

• $iotrópicos

• Termoestables

M!todo de obtención

%ropiedades


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l cristal líquido es un tipo especial de estado de a'rela materia que tiene propiedades de las fases líquidDependiendo del tipo de cristal líquido) es posible) poque las mol!culas ten'an libertad de mo+imiento enpero no entre planos) o que ten'an libertad de rotano de traslación(


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,-u! son los cristales líquido

• l paso de un estado físico a otro está denido pode la temperatura "a una presión determinada#( $de los sólidos dan lu'ar a líquidos directamente a/in embar'o) no todas las sustancias se comportaforma) e0isten casos en los que las transicionesólido1líquido no son directas sino que seatra+esando un estado intermedio entre ellas decristal líquido(


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$os cristales líquidos son sustancias que características de los líquidos y los sólidos( n todas las mol!culas pululan de forma desordenadaposición *a( %or otra parte) en un sólido las moencuentran pe'adas unas a otras de forma rísi'uiendo al'2n patrón en el que se encuentran ord


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• /e puede decir que se trata de un fenómeno supraque se basa en la e0istencia de interacciones d!

las mol!culas del tipo dipolo1dipolo o fuer3as de dis


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones




• $iotrópicos• Termoestables


%ropiedades


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Aplicaciones

• n la actualidad estamos familiari3ados

con la e0presión $CD para referirnos alas pantallas de los tel!fonos mó+iles)ordenadores) a'endas electrónicas)cámaras de foto'rafía y +ídeos) etc( lmaterial base de estos dispositi+os loconstituyen los cristales líquidos) como

el acrónimo in'l!s nos indica $CD 4$iquidCrystal Display4 4%antallas de Cristal$íquido5(


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• Además estas sustancipeculiares son taesenciales para fabricar materiales) entre ellos bmuy alta resistencia per

+e3 muy li'eras "6e+lar#) utili3an en la fabricacc7alecos antibalas) casco


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• $a simple pelípompa de

membrana biomembrana celuclase de cristal

8ncluso el DNA y muc7ospolip!ptidos son tambi!n fasescristal líquido(


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones






%ropiedades


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$os comple*os con comportamiento de cristallíquido suelen ser típicamente mol!culas'randes y alar'adas( sta forma alar'ada 7aceque las mol!culas se coloquen paralelamente)pero al mismo tiempo) con la libertad de poder

despla3arse las unas respecto a las otras a lolar'o de sus e*es(


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Nemáticos

• $os centros de masa de las mol!culas estáncolocados como en un líquido) sin orden delar'o alcance e0istiendo un e*e director en

una dirección determinada en el cual estánorientadas en promedio de las mol!culas(


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sm!ticos

/i las mol!culas se disponen perpendicularmente a las capas) la mesm!ctica A "/mA#) si están inclinadas tenemos la fase esm!ctica C "/m

T t t


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones






%ropiedades


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Termo trópicos

• /e forma o desaparece la fase cristal líquido con +a

de temperatura(


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$iotrópicos

• /e forma o desaparece la fase de cristal líquido en f

la +ariación de polaridad del medio(


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Termoestables

• $os polímeros termoestables a diferencia de los termoplásticos calentarse debido al entrecru3amiento de sus cadenas) por lo que) no podemos 7ablar de una transición cristal1líquido y aunque scristales líquidos termoestables "$CTs#) la losofía es otra( l t!rmasocia a la propiedad de sólido amorfo desordenado con propiedad

el t!rmino cristal se asocia a sólido cristalino ordenado conanisótropas) por lo tanto el material que da lu'ar) tiene una estructual mismo tiempo la mo+ilidad propia de un líquido debido a peque9ode las cadenas entrecru3adas) producidos por la temperatura "termpolaridad del medio "liotrópico# al i'ual que un cristal líquido típico(

T t t


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones






%ropiedades


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• $a mesofase se obtiene por disolución de unocompuestos a unas concentraciones determinaddisol+ente o en un sistema de disol+entes( n esinter+ienen los efectos de:

N2mero de componentes

Concentración de cada uno de ellos

Temperatura

Temas a tratar


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Temas a tratar

Denición

Aplicaciones






%ropiedades


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%ropiedades

• $os cristales líquidos son anisótropos dada su orden

materiales anisótropos tienen propiedades que dela dirección en que se miden(

• $os cristales líquidos tienen propiedades anisotrópicas "tienen que dependen de la dirección en que se miden#( ste comportadescrito por primera +e3 por F( ;einit3er a nales del si'lo


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• $a +iscosidad de estos compuestos es menor en laparalela a las mol!culas( stas mol!culas '

alar'adas necesitan menos ener'ía para desli3respecto a las otras a lo lar'o de sus e*es que parlateralmente(


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Metales amor

Temas a tratar


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Temas a tratar

Denición

M!todos de obtención• Melt spinnin' "=loque con'elador#

• /olidicación rápida

• Templado al aire

• Templado con líquido

• Deposición física de +apores

• ;eacciones de estado sólido

•

8mplantación de iones• Aleación mecánica

%ropiedades

Aplicaciones

7ttps:>>es(?i@ipedia(or'>?i@i>MetalamorfoB%ropiedades


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,-u! es un metal amorfo.n metal amorfo es un material metálico con unaestructura desordenada a escala atómica( A diferencia de lamayoría de los metales) que son cristalinos y por lo tantotienen un arre'lo sumamente ordenado de átomos)los aleados amorfos son no cristalinos($os materiales en los cuales se produce una estructura asíde desordenada en forma directa desde el estado líquido

durante la solidicación se llaman 4+idrios4) por lo que losmetales amorfos son com2nmente referidos como 4+idriosmetálicos4 o 4metales +ítreos4(


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• -ui3ás lo más importante de este tipo de materiales se pueden resumir en

Aspecto cientíco del material( na 'ran di+ersidad de materiales pueden scomo amorfos( %ero e0iste una 'ran discusión en la denición cientíca deamorfos y el conocimiento popular de este tipo de materiales( 0iste una cla propiedad de ser amorfo y materiales amorfos por denición( l apodo asocia a una característica e0clusi+a del mundo de los +idrios) por eso suelmateriales amorfos como +idrios( Mientras que otros critican esta +isión) ya

que los +idrios son simplemente materiales transparentes ubicados en las +Fundamento físico de estos materiales) es decir) sus propiedades físicas( %banda ener'!tica) sus propiedades el!ctricas y ma'n!ticas( Características de ellos y no son claras en los sólidos cristalinos(

Temas a tratar


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Temas a tratar

Denición







•


%ropiedades

Aplicaciones



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Melt /pinnin' sta t!cun altemperaenfriamuna alen c7fundidocontra un cilin

cual serápida obli'a enfriarsambien


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• l metal líquido se con+ierte en una del'a

apro0imadamente E micrones de espesor "E mmm#( /i se trata de obtener un 'rosor mayor a eslo'ra un material policristalino( Como la cintadel'ada) sólo se lo'ra un contacto ínmo con supercie caliente) y como los metales se caracterla alta conducti+idad t!rmica) el líquido se enfría

e0tremadamente rápido( A una temperatura de Galcan3a un proceso de en milise'undos) es decGEI 6>s( $a cinta sólida de aleación metálica e0pulsada del rotor) como una cinta continua) e0c+elocidad + G @m>min(


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Jariables

De este modo) la +ariable más importante en la obtención amorfo será la +elocidad( Otras +ariables importantes en este m

• Jelocidad de rotación del disco

• ;ecubrimiento y terminación de la supercie del disco

•

Diámetro del c7orro• Keometría de la cinta y uniformidad) particularmente la su

supercie

• Naturale3a y presión del 'as ambiental

Temas a tratar


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Temas a tratar

Denición







•


%ropiedades

Aplicaciones



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%ropiedades

• %odemos e0presar más cientícamente) que los amorfos son sustancias que al ser some0perimentación) ponen de maniesto: su resist

Luencia) característica del estado cristalino "sin pretendencia a asumir la forma 'eom!trica de los cque presentan poca o nin'una or'ani3ación estruct


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• /us mol!culas están e+identemente distribuidas alpropiedades físicas del sólido son id!nticas direcciones "isótropo#( Ocasionalmente estas

e+idencian las propiedades elásticas de los crise*emplo en una escala considerable su e0pansión proporcional a la tensión aplicada(


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• Frecuentemente) si una car'a se aplica al "aunque sea relati+amente li+iana# y por un i

ra3onable de tiempo) la sustancia desarrodeformación pseudo1permanente) es decir) Luisi fuera un líquido de +iscosidad e0tremadamen


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• Cuando se les calienta) tales sustancias no e+idencpunto de fusión) aunque se ablandan pro'resi+ame

aumentando con relati+a rapide3 la tendencia a unadeformación permanente ba*o car'a(


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• Al ser muc7o más +iscosas el mo+imiento de los átomos indmenor) lo que diculta que se mue+an con la suciente rformar una retícula ordenada( $a estructura a ni+el atómicoimplica tambi!n una menor contracción durante el enfriammayor resistencia a la deformación plástica( $a ausencia d

'rano) que son los puntos d!biles de los materiales cristalina una mayor resistencia al des'aste y a la corrosión( amorfos) si bien son t!cnicamente +idrios) son más tenacfrá'iles que los ó0idos +ítreos y las cerámicas(


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• $a conducti+idad t!rmica de los materiales amorfosque la de los cristalinos( Como la formación de e

amorfas se basa en el enfriamiento rápido) esto'rosor má0imo alcan3able(

Temas a tratar


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Denición







• 8mplantación de iones

• Aleación mecánica

%ropiedades

Aplicaciones



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Aplicaciones

• $os metales amorfos "+idrios metálicos# muestran un comportamiablandamiento por encima de su temperatura de transición comportamiento se 7a e0plorado en forma creciente para aprt!cnicas de conformación termoplástica(

• /e 7a demostrado que los +idrios metálicos pueden moldearse0tremadamente peque9as desde GE nm a +arios millimetros(I

• /e 7a su'erido que esto puede resol+er los problemas de nlito'ráca) los nanomoldes de silicio se rompen con facilidad) mienanomoldes de +idrio metálico resultan más fáciles de fabricar y m

https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_amorfo#cite_note-6https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_amorfo#cite_note-6


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*emplos

G( /e cree que la aleación TiECuI%dGrGE es no ca

tres +eces más resistente que el titanio) y su elasticidad se apro0ima al de los 7uesos( tieneresistencia al des'aste y no produce pol+o por abe0perimenta contracción durante la solidicación)puede ser moldeado con su +olumen deniti+o( 'enerar una supercie bioló'icamente compatiblemodicación de la supercie por láser) permitme*or unión con el 7ueso(


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P( l M'IEnCa) enfriado rápidamente para lo

estructura amorfa) está siendo in+esti'aun biomaterial para implantación en 7uesos comde base para la fabricación de tornillos) cla+os) o pser utili3ado en fracturas( A diferencia de los tradicionales como el titanio o acero) !ste mdisuel+e a ra3ón de G mm por mes) y es reempte*ido óseo( sta +elocidad puede modicarse a*contenido de cinc(


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=iblio'raas

G( Masa"Qun GG) PEER#( SQapanese ni+ersities De+eloMetallic Klass for Articial Fin'er a@i Maruyama Qoon(

P( SFi0in' bones ?it7 dissol+able 'lass( %7ysicsUoPEER(

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