Imperfecciones en sólidos

Solidificación y
Imperfecciones
Cristalinas en Sólidos

Solidificación en
Metales
La solidificación de metales y aleaciones es un proceso
industrial. Este proceso consiste en el cambio del
estadolíquido al sólido (inverso a la fusión) de algún
metal y en la cual se forman de una a varias fases
cristalinas.
Durante el proceso no todos los puntos de la masa
están sometidos a igual temperatura,sino que ésta
varía.
En general, la solidificación de un metal o aleación
puede dividirse en:
O Formación de núcleos estables
O Crecimiento del núcleo (hasta dar lugar a cristales)
O La formación deestructura granular

Núcleo

Granos

Liquido

Cristales que formarán
granos.

Formación de Núcleos
Estables
El proceso se divide en dos:
Heterogénea y Homogénea.
Homogénea.- La más simple, en la
cual elmismo metal proveerá de
átomos para formar los núcleos.
Energías dentro de la nucleación
homogénea.Energía Volumétrica y Energía
Superficial

O Energía Volumétrica

Relacionada en la transformaciónde líquido a
sólido.

4

3

r  r Gv
O Energía Superficial 3
Energía requerida para formar nueva superficie
solida.

2

G s 4r 

La formación de núcleos ocurre en un líquido en la superficie deuna estructura
material.

Estas estructuras, llamadas «Nucleating Agents», reducen la energía para
generar núcleos estables.
Líquido
Sólido
θ
Nucleating
agent

Crecimiento de cristales y
estructurade grano
O Los límites cristalinos se forman,

cuando estos se unen en una
completa solidificación
O Granos

Tipos de granos
O Granos columnar
O Se produce por solidificación

direccional
O Granoequiaxial
O Crecimiento igual en todas las

direcciones

Estructura del grano en
fundiciones industriales
O Refinadores de grano
O Origina cristales más finos
O Incrementa propiedades de una piezaSolidificaciones de
monocristales
O No está interrumpido por bordes de

grano
O Único grano con una única
organización cristalina

Proceso Czochralski
O Obtención de lingotes

monocristalinos...