Imperfecciones cristalinas

República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Defensa.
Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional.
Núcleo Sucre. Sede Cumaná.





Imperfecciones Cristalinas
Asignatura:
Elementos y Ciencia de los MaterialesElaborado por:
Weil Marcano. Dieter Marcel
C.I: 19.979.092
Sección 01.
Ingeniería MecánicaCumaná, noviembre de 2012.
IMPERFECCIONES CRISTALINAS.
En realidad, no existen cristales perfectos pues contienen varios tipos de defectos que afectan a muchas de las propiedades físicas y mecánicas, que a su vez afectan a muchas propiedades importantes de los materiales para ingeniería, como la conformación   en frío de aleaciones, la conductividad eléctrica de semiconductores, lavelocidad de migración de los átomos en aleaciones y la corrosión de los metales.
Las imperfecciones en la red cristalina se clasifican según su forma y geometría.
Los tres grupos principales son: 
1) defectos puntuales o de dimensión cero,
2) defectos de línea o de una dimensión (dislocaciones)
3) defectos de dos dimensiones que incluyen superficies externas y superficies de límite de grano. DEFECTOS PUNTUALES.
El defecto puntual más sencillo es la vacante, un sitio atómico en el que ha desaparecido el átomo que lo ocupaba (figura a). Las vacantes pueden producirse durante la solidificación como el resultado de perturbaciones locales durante el crecimiento de los cristales, o por las reordenaciones atómicas en un cristal ya existente debido a la movilidad de los átomos. En los metales,la concentración de vacantes en el equilibrio, raramente excede de aproximadamente 1 átomo en 10000. Las vacantes en metales son defectos en equilibrio.
En los metales pueden introducirse vacantes adicionales durante la deformación plástica, por enfriamiento rápido desde elevadas a bajas temperaturas y por bombardeo con partículas de alta energía, como los neutrones. Las vacantes que no estánen equilibrio tienen tendencia a formar “aglomerados”, formando divacantes o trivacantes. Las vacantes pueden moverse intercambiando su posición con sus vecinas. Este proceso es importante en la migración o difusión de los átomos en estado sólido, particularmente, a temperaturas elevadas donde la movilidad de los átomos es mayor.
Algunas veces un átomo de cristal puede ocupar un hueco intersticialentre los átomos de su entorno que ocupan posiciones atómicas normales (figura b). Este tipo de defectos puntuales se llaman autointersticial o intersticialidad. Estos defectos no ocurren generalmente de forma natural por la distorsión estructural que provocan, pero se pueden introducir en la estructura por irradiación.
En cristales iónicos los defectos puntuales son más complejos debido a lanecesidad de mantener la neutralidad eléctrica. Cuando dos iones de carga opuesta faltan en un cristal iónico, se crea una divacante aniónica-catiónica que se conoce como defecto de Schottky. Si un catión se mueve a un hueco intersticial del cristal iónico, se crea una vacante catiónica en la posición inicial del catión. Este par de defectos vacante- intersticio se llama Defecto de Frenkel (figurac). La presencia de estos defectos en los cristales iónicos, aumenta su conductividad eléctrica.
Los átomos de impurezas de tipo sustitucional o intersticial son también defectos puntuales y se pueden presentar en cristales con enlaces metálicos o covalentes. Por ejemplo, cantidades muy pequeñas de impurezas atómicas sustitucionales en silicio puro, puede afectar mucho su conductividad eléctrica...