Defectos reticulares

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DEFECTOS RETICULARES o IMPERFECCIONES EN SÓLIDOS

Hasta ahora hemos supuesto que los materiales cristalinos poseen un ordenamiento perfecto. Sin embargo, ese sólido ideal no existe; los materiales reales presentan diversos tipos de imperfecciones y defectos, que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas, algunas veces de modo negativo y otras veces, beneficiosamente. Los defectosinfluyen sobre importantes características tecnológicas, como la capacidad de formación de aleaciones, la plasticidad, la conductividad eléctrica de los semiconductores, la velocidad de difusión de los átomos y la corrosión de los metales.

Normalmente se los clasifica de acuerdo con su geometría y forma en:

VacanciasPuntuales Imperfecciones de Schottky y Frenkel
Átomo sustitucional
Átomo intersticialLineales Dislocaciones

DEFECTOS
Superficiales Bordes de grano
Bordes de macla
Fallas de apilamiento,
Poros, fisuras
Volumétricos Inclusiones,
Precipitados

Defectos puntuales.

Vacancia.

Es el más simple de los defectos puntuales, se trata de unhueco debido a la ausencia del átomo que se encontraba en esa posición de la red. Las vacancias se pueden producir durante el proceso de solidificación debido a perturbaciones locales durante el crecimiento del cristal, o como resultado de vibraciones que facilitan el desplazamiento de los átomos de sus posiciones reticulares. En equilibrio el número de vacancias presentes es función de la temperaturaa la que se encuentre el material:

Vacancias adicionales pueden producirse por deformación plástica del metal, por rápido enfriamiento desde temperaturas altas, y por bombardeo con partículas energéticas (neutrones). Éstas, que no son de equilibrio, tienen tendencia a agruparse formando clusters, por ejemplo trivacancias. Las vacancias pueden trasladarse dentro del sólido, intercambiando susposiciones con los átomos vecinos; este mecanismo es una de las formas de difusión en el estado sólido, de gran importancia particularmente a altas temperaturas cuando la movilidad de los átomos es mayor.

Cuando un átomo se ubica en uno de los huecos de su propia red cristalina, se constituye otro defecto puntual denominado autointersticial. Estos defectos no se encuentran espontáneamente en lanaturaleza a causa de la tremenda distorsión estructural que ello produciría, pero pueden ser introducidos por irradiación. En cristales iónicos los defectos puntuales son más complejos, debido a la necesidad de mantener la neutralidad eléctrica. Cuando dos iones de carga opuesta se pierden en un cristal iónico, se crea un par de huecos debidos al catión y al anión, lo que es conocido comoimperfección de Schottky. Si un catión se mueve hacia una posición intersticial en un cristal iónico, una vacancia de catión se crea en la posición del ion. Esta dualidad vacancia-defecto intersticial se llama imperfección de Frenkel; sólo se da en estructuras
relativamente abiertas, como la del CaF2, que puede acomodar cationes sin que se genere un esfuerzo 3 excesivo en la red. Estos defectos en un...
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