Defectos cristalinos

2. Defectos
Un 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, empezandopor el hecho de que no hay cristales infinitos.
Defectos puntuales.
De 0 dimensiones, afectan a un punto de red, perturbando únicamente a los vecinos más próximos:
Vacancia: El defecto vacante es cuando un átomo que se encuentra normalmente en la red cristalina deja de estarlo, dejando así un espacio vacío, que a veces es ocupado por un electrón (centro F).
Defecto intersticial: es undefecto puntual de un mineral, producido por un átomo suplementario se sitúa en su red cristalina. Esto provoca una fuerte distorsión en la proximidad del átomo, pero se atenua con la distancia. Se puede forzar el fenómeno: irradiando el cristal para aportarle energía conseguimos que un átomo situado "correctamente" en supunto de red salte para situarse entre átomos que sí se mantienen en su posición dered.
En los materiales cerámicos, que están compuestos de una parte iónica y otra covalente, lo normal es que salte el catión, de menor tamaño que el anión: el conjunto formado por el átomo intersticial y el hueco se conoce como defecto Frenkel.
Defecto sustitucional: En este defecto se sustituye un átomo de la estructura crisatalina por otro. Se debe tomar en cuenta que el radio del átomo nodebe ser diferente de un 15% ya sea en mayor o menor proporción ya que podrían ocurrir perturbaciones en el material. Un átomo de mayor radio hará que los átomos vecinos sufran una compresión, y un átomo sustituido de menor radio hará que los átomos vecinos sufran una tensión.



El defecto Frenkel es el conjunto formado por un átomo intersticial y el hueco que ha dejado tras el salto.
En elcaso de un cristal iónico, los cationes son más pequeños que los aniones; son predominantes los defectos Frenkel de los cationes. Este tipo de defectos son los que confieren movilidad iónica al solido.

El defecto Schottky es típico de los materiales cerámicos, pues es un defecto que aparece para mantener la electroneutralidad del material. Se generan vacantes de iones de signo contrario paraanularse de forma estequiométrica; con el fin de mantener una carga total neutra. Cada vacante es un defecto de Schottky por separado.

Endurecimiento por solución sólida.
El endurecimiento por solución solida se logra al añadirle impurezas al material. Dichas impurezas distorsionan la estructura cristalina donde se alojan debido a que tienen un tamaño diferente al de los átomos originales.


Alas dislocaciones les es más difícil moverse en las cercanías de las distorsiones que se forma en la estructura cristalina lo cual causa que la resistencia del material aumente, es decir, el material requiere de una fuerza externa mayor para hacer que sus dislocaciones se muevan.
El grado de endurecimiento que pueda lograrse debido a la solución sólida depende de lo siguiente:
• La diferenciade tamaño entre la impureza y los átomos originales. A mayor diferencia de tamaño se producen mayores distorsiones, haciendo más difícil el deslizamiento de las dislocaciones.
• La cantidad de impurezas que se añada.




Dislocaciones o defectos lineales
Se extienden en una dirección, y afectan a una fila de puntos de red:
En el ámbito de la ciencia de materiales y la física del estadosólido, 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.
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 y son...