Defectos e Imperfecciones Cristalinas



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Defecto cristalinoUn defecto cristalino es cualquier perturbación en la periodicidad de la red de un sólido cristalino. El cristal perfecto es un modelo ideal, en el que las diferentes especies (ya sean moléculas, iones u átomos neutros) están colocados de forma periódica y regular, extendiéndose hasta el infinito. En la realidad, cualquier cristal presenta defectos en este modelo ideal, empezando por el hecho de que no hay cristales infinitos. Son estos defectos cristalinos los que dan las propiedades más interesantes de la materia, como la deformación plástica, la resistencia a la rotura, la conductividad eléctrica, el color, la difusión... que contrasta con la distribución al azar y desordenada de los materiales amorfos y no cristalinos. Los átomos se representan como esferas rígidas y la estructura cristalina del sólido es la disposición espacial de estas esferas.Defectos e imperfecciones cristalinas En los sólidos cristalinos los átomos se colocan según un modelo ordenado y reiterativo. . también influyen en algunas propiedades de los materiales a nivel de aplicación ingenieril tal como la capacidad de formar aleaciones en frío.Defectos e imperfecciones cristalinas Realmente no existen cristales perfectos sino que contienen varios tipos de imperfecciones y defectos. que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas. la conductividad eléctrica y la corrosión. . Clasificación de las imperfecciones Según su geometría: a)Defectos puntuales o dimensión cero. con referencia a la estructura cristalina descrita. Defectos de los cristales reales: Se definen como defectos a las desviaciones que son observadas por métodos experimentales. b)Defectos lineales o de una dimensión llamada dislocación. . c)Defectos de dos dimensiones. También deben incluirse los defectos macroscópicos tales como fisuras. poros y las inclusiones extrañas. Sin embargo la densidad de vacantes se incrementa con la temperatura. las vacantes se producen durante el proceso de solidificación por las perturbaciones locales. . cifrándose en no la densidad de vacantes específicos para cada proceso y material.Según la dimensión del espacio ocupado por el defecto se clasifican : a)Vacante o ausencia de átomos aislados en ciertas posiciones cristalinas. y son sumamente importantes para explicar el comportamiento elástico de los metales así como su maleabilidad. Las dislocaciones están definidas por el vector de Burgers. el cual permite pasar de un punto de la red al obtenido tras aplicar la dislocación al mismo. Las dislocaciones suceden con mayor probabilidad en las direcciones compactas de un cristal.Dislocaciones Las dislocaciones son defectos de la red cristalina de dimensión uno. es decir que afectan a una fila de puntos de la red de Bravais. puesto que la deformación plástica puede ocurrir por desplazamiento de dislocación. . Estos aun teniendo también estructura cristalina no permiten los procesos de plastificación.Dislocaciones Dislocaciones. La existencia de dislocaciones en los materiales metálicos justifican la plasticidad y fluencia que los caracterizan y diferencian frente a los cerámicos. . o ausencia conjunta de átomos alineados en subplanos. Clasificación de las dislocaciones Se distinguen tres tipos de dislocaciones: • Dislocación de borde. La parte superior de la región frontal del cristal desliza una unidad atómica a la derecha respecto a la parte inferior. línea. En este caso. Existe una interacción fuerte entre dislocaciones de arista de tal manera que se pueden llegar a aniquilar. el vector de Burgers es perpendicular al plano que contiene la dislocación y paralelo al plano de deslizamiento. • Dislocaciones mixtas: Dislocación formada por las dos anteriores. . una de cuña y una helicoidal. • Dislocación helicoidales o de tornillo: Se llama así debido a la superficie espiral formada por los planos atómicos alrededor de la línea de dislocación y se forman al aplicar un esfuerzo cizallante. cuña o arista: Formada por un plano extra de átomos en el cristal. el vector de Burgers es paralelo al plano que contiene la dislocación y perpendicular al plano de deslizamiento. . . . .Movimiento de las dislocaciones En general las dislocaciones se pueden mover en diferentes planos de deslizamiento. Existen planos con mayor facilidad en la propagación de dislocaciones y dentro de los mismo. la combinación de ambos se denomina sistema de deslizamiento. La elección de este plano y la dirección de deslizamiento no es arbitraria y por lo tanto el grado de facilidad de deslizamiento vendrá determinado por las condiciones a las que esta sometido el cristal y la estructura del mismo. Se puede definir un plano sobre el que desliza la dislocación y una dirección de deslizamiento. existen direcciones preferentes de deslizamiento por las cuales se desplazan las dislocaciones. Los planos más favorables para que se dé movimiento de dislocaciones son los de máxima compacidad y las direcciones serán las perpendiculares a estos planos.
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