DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINAS

DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINAS
Realmente no existen cristales perfectos sino que contienen varios tipos de imperfecciones
y defectos, que afectan a muchas de sus propiedades físicas y mecánicas y también influyen
en algunas propiedades de los materiales a nivel de aplicación ingenieril tal como la
capacidad de formar aleaciones en frío, la conductividad eléctrica y la corrosión.
.Defectos en la estructura cristalina
Defecto: zona del cristal en la cual se rompe el orden de largo alcance. Existen tres tipos de defectos:
D. Puntuales
D. Lineales
D. Bidimensionales
3.1 Defectos puntuales
Los defectos puntuales afectan al orden de largo alcance a una distancia atómica. El alcance de la rotura es de un átomo.
Existen diferentes tipos de defectos puntuales, en loselementos metálicos:
- Defecto de laguna: es típico de materiales metálicos en los que simplemente un átomo desaparece de su posición.
Gracias a las lagunas los átomos pueden difundir mejor en su estructura. Ej: cambio de Fe a diferente temperatura. Esto lo permiten las lagunas ! enfriamientos lentos. Todos los procesos de transformación en estado sólido son más fáciles.
El número de defectos de lagunaen un sólido cristalino aumenta exponencialmente con la temperatura. Sin lagunas es imposible una difusión en estado sólido.
- Defecto intersticial: en los sitios tetraédricos/octaédricos se colocan átomos más pequeños o más grandes. Es poco habitual.
- Defecto sustitucional: sustitución de un átomo por otro. Se rompe el orden y aparece un elemento diferente en la estructura.
En los elementoscerámicos existen los defectos de Frenkle y Shokuki.
- Defecto de Frenkle: supone la desaparición de un catión pero aparece él o un eq. En carga en otra posición.
- Defecto de Schottki: desaparición simultánea de un catión y un anión de la misma carga en otra posición.
3.2 Defectos lineales o dislocaciones
Los defectos lineales son muy importantes a la hora de estudiar la mecánica de losmateriales metálicos.
Los defectos lineales están constituidos básicamente por dislocaciones, que suponen la aparición de una hilera extra de átomos en la estructura metálica.
Existen dos tipos de dislocaciones:
 De borde: aparición de una hilera de átomos por encima o por debajo del plano de deslizamiento.
Según la posición relativa de las dislocaciones respecto al plano de deslizamiento podemostener dislocaciones positivas (%)o negativas (%).
En una estructura suele haber más de una dislocación, si se encuentran una dislocación positiva y una negativa, las dislocaciones se anulan aumentando la dureza del metal.
¿Por qué es más fácil deformar un material con dislocaciones?
Porque se desplaza la dislocación que provoca la deformación; desplazar la dislocación requiere menos energíaque desplazar un bloque.
2. De tornillo: son las más frecuentes en las estructuras cristalinas.
3.3 Defectos bidimensionales
Cuando un material empieza a solidificarse se forman dos etapas: nucleación y crecimiento. Cada núcleo genera un cristal, ocupando todo el área posible, llegando a formar un cristal policristalino. La frontera entre los diferentes cristales se llama límite de grano.
Ellímite de grano es la zona de defecto porque es donde se rompe el orden de largo alcance.
Importancia del límite de grano:
 Zona de mayor energía. El ataque suave del material revela la posición de los límites de grano.
 Un límite de grano es una barrera para las dislocaciones.
Controlando el nº de límites de grano se puede obtener mayor o menor dureza del material, cuanto mayor es el nº,mayor dureza adquiere el material.
Qué son límites de grano coherentes?
Si los cristales han crecido todos en la misma dirección durante la solidificación se dice que son coherentes y no limitan de forma tan importante el movimiento de las dislocaciones.
Tipos de límite de grano según el ángulo:
- De bajo ángulo: la capacidad de bloquear es bajo. El efecto endurecedor es menor que el de gran...