Serie de Problemas de Química del Estado Sólido. Defectos. Mayo

Serie de Problemas de Química del Estado Sólido. Defectos. Mayo del 13
Los problemas
han sido tomados de Askeland, D. (The science and engineering of
materials, 3rd edition), cap IV. Imperfections in the atomic arrangement.) (No sé si
corresponde exactamente con la versión española) La única nueva ecuación que
parece necesaria para resolver estos problemas es nv = n exp(-Q/RT), donde nv es el
número de vacancias; n es el número de sitios de red; Q es la energía de formación
de la vacancia; R es la constante de los gases y T es la temperatura absoluta.
1. Calcular el número de vacancias por cm3 existentes en cobre a 1085°C (justo por
debajo de su punto de fusión). La energía de formación de vacancia es de 20,000
cal/mol; considerar que el parámetro de red para el cobre FCC es de 0.36151 nm.
2. La -3
fracción de puntos de malla ocupada por vacancias en aluminio sólido a 660 °C
es 1X10 . ¿Cuánta energía se requiere para crear vacancias en aluminio?
3. La densidad de una muestra de paladio FCC es 11.98 g/cm3 y su parámetro de red es 3.8902
Å. Calcular:
a) La fracción de los puntos de malla que
contienen vacancias y
b) El número total de vacancias en 1 cm3 de Pd
4. El Li BCC tiene un parámetro de celda de 3.5089x10-8 cm y contiene 1 vacancias por 200
unidades celda. Calcular:
a) El número de vacancias por centímetro cúbico y
b) La densidad del Li.
5. Una aleación de Nb es producida por introducción de átomos
sustitucionales de W en la estructura BCC; eventualmente el producto de esta
aleación tiene un parámetro de celda de 0.32554 nm y una densidad de 11.95 g/cm3.
Calcular la fracción de los átomos en la aleación que son W.
6. Reemplazamos 7.5 por ciento atómico de la celda BCC del Cr por átomos de La. la
difracción de Rayos X muestra que el parámetro de red es de 0.29158 nm.
Calcular la densidad de la aleación.
7. La densidad del hierro BCC es de 7.882 g/cm3 y su parámetro de red es
0.2866 nm, cuando átomos de H son
introducidos en los huecos intersticiales. Calcular
a) La fracción atómica de átomos de H y
b) El número promedio de celdas unitarias que contienen átomos de H.
8. El ZnS posee la estructura de blenda de zinc. Si su densidad es 3.02 g/cm3 y el parámetro de
red de 0.59583 nm, determine el número de defectos de Schottky:
a) por celda unitaria y
b) por centímetro cúbico.