3

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

 '()(&726 (1 62/,'26
¾ Cristal ideal → todo arreglo atómico es perfecto
¾ Cristal real → materiales de ingeniería, presentan imperfecciones
punto
¾ Defectos de superficie
línea.
vacancias
 'HIHFWRV GH SXQWR átomos sustitucionales
átomos intersticiales
L 9DFDQFLDV
¾ Ausencia de un átomo en un punto de la red.
¾ Ocurren durante la solidificación delmaterial y también como
consecuencia de vibraciones.
Q  : cantidad de sitios vacantes
1: número total de puntos de la red
¾ Fracción de vacancias: I 
I 

H[S 4N7

Q  1

H[S '+57

¾ Concentración de vacancias Cv
& 

H[S  '*  57
Q: energía necesaria para crear una vacancia
∆H: calor molar de reacción necesario para crear una vacancia
∆Gv: energía libre de formación de vacancias
k: constantede Boltzmann (= 1,38 x 10-23 J/átomosK)
R: constante de los gases(= 8,31 J/molK)

Ejemplo: Cu puro, ∆H = 20.000 cal/mol
T (K)
0
300
1000
nv/N
0
3 x 10-15
4 x 10-5

1350
6 x 10-4

nv (N=1015) 0

6 x 1011

3

4 x 1010

1

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

LL $WRPR VXVWLWXFLRQDO
¾ Sustitución de un átomo de la matriz por uno de soluto.
¾ 0DWUL]: elemento que está en mayor concentración
¾6ROXWR: elemento que está en menor concentración

¾ (QGXUHFLPLHQWR depende de:

cantidad de átomos sustitucionales
diferencia de radios matriz - soluto.

2

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

/tPLWH GH VROXELOLGDG : cantidad máxima de átomos sustitucionales que
hay en una matriz dada

DPRUIR
OtTXLGR

VROXELOLGDG
WRWDO

H[FHGH HO
OtPLWH GH
VROXELOLGDG

Ejemplos:
Cu-Ni:

RCu = 0,1246 nm (fcc)
RNi= 0,1278 nm (fcc)

solubilidad
total

Cu-Al

RCu = 0,1246 nm (fcc)
RAl = 0,1431 nm (fcc)

Lím. solubilidad ≈ 20 % at.

Al-Cu

Lím. solubilidad ≈ 5 % at.

LLL $WRPR LQWHUVWLFLDO
¾ radio del soluto es mucho menor que el de la matriz
¾ átomo de la propia matriz se ubique en un intersticio de ella

RFe = 0,1241 nm (bcc)
RC = 0,077 nm (hex.)
3

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ('RQRVR

 'HIHFWRV GHOtQHD Ÿ GLVORFDFLRQHV
¾ Defectos lineales o unidimensional en torno a algunos átomos
desalineados.
¾ 9HFWRU GH %XUJHUV E: determina la magnitud y dirección de la
distorsión de la red asociada a una dislocación
L 'LVORFDFLyQ GH ERUGH A
¾ semiplano de átomos extra inserto en la red, cuya arista termina dentro
del cristal.

E

Circuito de burgers

4

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

¾ Sise aplican esfuerzos de corte, los átomos rompen sus enlaces en el
defecto y la dislocación se mueve (deslizamiento), en la dirección de
deslizamiento, en el plano de deslizamiento.

LL 'LVORFDFLyQ KHOLFRLGDO R GH WRUQLOOR
¾ se forma al aplicar un esfuerzo de cizalle, los planos atómicos trazan
alrededor de la dislocación un camino helicoidal

E

Circuito de Burgers

5

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV± ( 'RQRVR

LLL 'LVORFDFLyQ PL[WD
¾ presentan componentes de borde y helicoidales

Dislocación mixta:
¾ A: helicoidal
¾ B: de borde
¾ Mixta zona entre ambas

¾ 7HQVLyQ GH OtQHD 7 energía por unidad de longitud

π 2 *E 2
7 = *E ≈
8
2

6

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

 'HIHFWRV GH VXSHUILFLH

límites de granos cristalinos
maclas

L /tPLWHV GH JUDQRV FULVWDOLQRV
¾ separa dosJUDQRV FULVWDOLQRV o cristales con diferentes orientaciones
cristalográficas.

6ROLGLILFDFLyQ:
¾ transformación desde fase líquida (estructura amorfa) a fase sólida
(estructura cristalina).
¾ QXFOHDFLyQ (pequeñas partículas de sólido, de dimensiones críticas, se
forma dentro del líquido).
¾ FUHFLPLHQWR (el resto de los átomos del líquido se unen a estos núcleos)
¾ material solidifica cuando Tlíquido ¾ Gsólido es progresivamente menor que la del líquido, haciéndose el sólido
cada vez más estable.

7

&LHQFLD GH ORV 0DWHULDOHV ± ( 'RQRVR

sólido
estable

G
Energía
libre

líquido
estable

sólido
líquido
Ts

T

¾ '*: cambio de energía libre para la transformación líquido a sólido
'*

'+  7'6

*✁✄✂✆☎ ✝ ✞✠✟ ¤ *☎ ✡ ☛✌☞✠✝ ✞✌✟ 

∆H : cambio de entalpía
∆S : cambio de entropía
Si...

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