Defectos puntuales

DEFECTOS PUNTUALES

Constituye el defecto puntual más simple. Es un hueco creado por la pérdida de un átomo que se encontraba en esa posición. Puede producirse durante la solidificación por perturbaciones locales durante el crecimiento de los cristales. También puede producirse por reordenamientos atómicos en el cristal ya formado como consecuencia de la movilidad de los átomos.

El número devacantes en equilibrio Nv para una cantidad dada de material, se incrementa con la temperatura de acuerdo a la ecuación:

Nv = N elevado a (-Q / K*T)

Donde Nv es el número de vacantes por metro cúbico
N es el número de puntos en la red por metro cúbico
Q es la energía requerida para producir una vacancia (J/átomo)
T es la temperatura en K
K es la constante de Boltzmann de los gases(1.38 x 10-23J/átomoK) ó 8.62 x
10-5eV/átomoK

Son las imperfecciones más comunes en los cristales. Se dan hasta una por cada 10000 átomos.

Las vacantes de no equilibrio tienen tendencia a agruparse formando clusters, que forman di vacantes o trivacantes.

Las vacantes pueden trasladarse cambiando su posición con sus vecinos. Este proceso es importante en la migración o difusión de losátomos en el estado sólido, sobre todo a altas temperaturas donde la movilidad de los átomos es mayor.

DEFECTOS INSTERSTICIALES

Algunas veces, un átomo extra se inserta dentro de la estructura de la red en una posición que normalmente no está ocupada formando un defecto llamado “Defecto intersticial”. Generalmente este tipo de defecto introduce relativamente grandes distorsiones en los alrededorespuesto que normalmente el átomo es sustancialmente más grande que la posición intersticial en la que se sitúa. Consecuentemente la formación de este defecto no es muy probable. Se pueden introducir en una estructura por radiación.

DEFECTOS DE LINEA (DISLOCACIONES)

Son defectos que dan lugar a una distorsión de la red centrada en torno a una línea. Se crean durante la solidificación de lossólidos cristalinos o por deformación plástica, por condensación de vacantes. Hay dos tipos de dislocaciones, las de cuña y las helicoidales. También puede darse una combinación de ambas, denominada dislocación mezcla.

DISLOCACIÓN DE CUÑA

Se crea por inserción de un semiplano adicional de átomos dentro de la red. Los átomos a lado y lado del semiplano insertado se encuentran distorsionados.Los átomos por encima de la línea de dislocación, que se encuentra perpendicular al plano de la página, en el punto donde termina el semiplano insertado, se encuentran comprimidos y los que están por debajo se encuentran apartados. Esto se refleja en la leve curvatura de los planos verticales de los átomos más cercanos del extra semiplano. La magnitud de esta distorsión decrece
Con la distanciaal semiplano insertado.

DISLOCACIÓN HELICOIDAL

Esta dislocación se forma cuando se aplica un esfuerzo de cizalladura en un cristal perfecto que ha sido separado por un plano cortante.

DISLOCACIONES MIXTAS

Con frecuencia los cristales exhiben mezcla de las dislocaciones anteriores. Su vector de Burgers no es ni perpendicular ni paralelo a la línea de dislocación, pero mantiene unaorientación fija en el espacio. La estructura atómica local en torno a la dislocación mixta es difícil de visualizar, pero el vector de Burgers proporciona una descripción conveniente y sencilla.

La distancia de desplazamiento de los átomos en torno a una dislocación se llama
DESLIZAMIENTO o vector de Burgers y es perpendicular a la línea de dislocación de cuña.

Vector de Burgers b

Cristalperfecto Dislocación arista Dislocación
Helicoidal



Se realiza un circuito cerrado en torno a la línea de la dislocación. El vector de
Burgers indica el desplazamiento que produce la dislocación.

SIGNIFICADO DE LAS DISLOCACIONES

Aunque los deslizamientos o desplazamientos atómicos pueden ocurrir en cerámicos y polímeros, estos...