Imperfecciones Cristalinas

TEMA 3

IMPERFECCIONES CRISTALINAS. DIFUSIÓN EN SÓLIDOS

Indice
1.- Imperfecciones cristalinas: Defectos puntuales. Defectos lineales. Defectos planares o superficiales. Defectos volumétricos. 2.-Influencia de los defectos en las propiedades de los materiales. 3.-Técnicas de identificación de microestructuras y defectos. 4.- Difusión en sólidos.

1.-Imperfecciones cristalinas. Defectospuntuales, lineales, planares y volumétricos.
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 otra propiedades de los materiales para la ingeniería como las propiedades mecánicas, la conductividad eléctrica, la corrosión de los metales, etc… Las imperfecciones de la red cristalinase clasifican según su forma y geometría. Los tres grupos principales son: A.-Defectos puntuales. B.-Defectos de línea. C.-Defectos de dos y tres dimensiones.

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A.-Defectos puntuales i) Vacantes: es el defecto puntual más sencillo, y consisten en la formación de un sitio atómico al desaparecer el átomo quelo ocupaba. Puede producirse durante la solidificación y también durante la deformación plástica.

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ii) Intersticiales y por sustitución: presencia de un átomo en una posición de la red que no le corresponde. Estos defectos generalmente no ocurren de forma natural, sino por ejemplo por irradiación.

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En cristales iónicos (materiales cerámicos) los defectos puntuales son más complejos debido a la necesidad 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.

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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.

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Los átomos de impurezas de tipo intersticial o sustitucional se puedenpresentar también en cristales con enlaces metálicos o covalentes. Así por ejemplo cantidades muy pequeñas de estas impurezas atómicas en el silicio puro puede afectar mucho a su conductividad eléctrica para su uso en dispositivos electrónicos.

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B.-Los defectos de línea o dislocaciones En los sólidoscristalinos son defectos que dan lugar a una distorsión en la red centrada alrededor de una línea. Ejercen un papel fundamental en los procesos de deformación plástica, son las responsables de que la resistencia real del metal sea muchos órdenes de magnitud inferiores a su valor teórico. Un gran número de ellas, se forma durante la solidificación del metal, pero se generan muchas más durante ladeformación del metal, por condensación de vacantes.

Dislocaciones en la aleación AlMgSi

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Los tipos más importantes de dislocaciones son: 1.-Dislocación de arista o de borde 2.-Dislocación helicoidal 3.-Dislocación mixta

1.- Imperfecciones cristalinas: Defectos puntuales, lineales, planares y volumétricos.B.-Los defectos de línea o dislocaciones 1.-Dislocación de cuña o de borde: Se crea en un cristal por la inserción de un medio plano adicional de átomos. Semiplano adicional de átomos Dislocación de borde en una estructura cúbica donde se indica con : (·) los átomos (vacío) las posiciones vacantes,

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Las...