Defectos estructura cristalina

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31/01/2008

DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA
CRISTALINA
M.C. Jannette Contreras Rivero

INTRODUCCIÓN
En realidad no existen cristales perfectos sino que los cristales contienen varios tipos de defectos e imperfecciones que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas mecánicas. a) la capacidad de aleaciones en frío. b) la conductividad eléctrica de semiconductores c) la velocidad demigración de átomos en aleaciones. d) la corrosión de metales. Las imperfecciones de la red cristalina se clasifican conforme a su geometría y forma.

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DEFECTOS DE LA ESTRUCTURA
CRISTALINA
Las principales clasificaciones son : (1) defectos de línea o de una dimensión (dislocaciones) (2) defectos puntuales de dimensión cero (3) defectos de dos dimensiones que incluyensuperficies externas y límites de grano internos. Los defectos macroscópicos tridimensionales también debieran ser incluidos. Ejemplos de estos defectos son: poros, fisuras e inclusiones extrañas.

DISLOCACIONES
Las dislocaciones son imperfecciones lineales en una red que de otra forma sería perfecta. q p Generalmente se introducen en la red durante el proceso de solidificación del material o aldeformarlo. son de particular utilidad para explicar la deformación y el endurecimiento de los metales. Podemos identificar dos tipos de dislocaciones: la dislocación de tornillo y la dislocación de borde.

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DISLOCACIÓN DE TORNILLO
El vector que se requiere parta cerrar la trayectoria y volver a nuestro punto inicial se conoce como el vector de Burgers b. El vector de Burgers esparalelo a la dislocación de tornillo.

El cristal perfecto es (a) cortado y deformado una distancia igual a un espaciamiento atómico, (b) y (c) La línea a lo largo de la cual ocurre este corte es una dislocación de tornillo.

DISLOCACIONES DE BORDE
En este caso el vector de Burgers es perpendicular a la dislocación. La red que los rodea ha sido distorsionada debido a la presencia de ladislocación.

El cristal perfecto es (a) cortado y un plano adicional de átomos es insertado, (b) el borde inferior del plano adicional es la dislocación de borde y (c) se requiere un vector de Burgers para cerrar la un circulo de igual cantidad de espaciamientos atómicos alrededor de la línea de dislocación.

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DISLOCACIONES MIXTAS
Las dislocaciones mixtas tienen componentes tantode borde como de tornillo, con una región de transición entre ambas. El vector de Burgers, sin embargo, se conserva igual para todas las porciones de la dislocación mixta.

Dislocación mixta

DESLIZAMIENTO
El vector de Burgers y el plano resultan útiles para explicar como se deforman los materiales.

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DESLIZAMIENTO

(a) Los átomos de desplazan haciendo que ladislocación se mueva un vector de Burgers en la dirección de deslizamiento. (b) Un movimiento continuo de la dislocación finalmente causará un escalón y (c) deformación permanente del cristal.

DESLIZAMIENTO
La dirección en la cual se mueve la dislocación, la dirección de deslizamiento, es la dirección del vector de Burgers para las dislocaciones de borde. Durante el deslizamiento, la dislocación de bordebarre el plano formado por el vector de Burgers y la dislocación; este plano se conoce como plano de deslizamiento. La combinación de dirección de deslizamiento y plano de deslizamiento se denomina sistema de deslizamiento. Una dislocación de tornillo produce el mismo resultado, la dislocación se mueve perpendicularmente al vector de Burgers, aunque el cristal se deforma en una dirección paralelaa dicho vector.

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DESLIZAMIENTO
El esfuerzo Peierls-Nabarro es el esfuerzo requerido para mover la dislocación de una localización de equilibrio a otra:

τ = c exp( − kd / b )
Donde τ es el esfuerzo cortante requerido para mover la dislocación; d es la distancia interplanar entre planos de deslizamiento adyacentes; b es el vector d B d li i t d t l t de Burgers y t t c...
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