estrutucras

IMPERFECCIONES EN EL ARREGLO ATÓMICO

Tipos básicos de imperfecciones de la red: defectos puntuales, defectos lineales (dislocaciones) y defectos de superficie.

Dislocaciones
Las dislocaciones son imperfecciones lineales en una red que de otra forma sería perfecta. Generalmente se introducen en la red durante el proceso de solidificación del material o al deformarlo. Podemos identificardos tipos de dislocaciones: dislocación de tornillo y dislocación de borde.

La dislocación de tornillo (Figura 1) se puede ilustrar haciendo un corte parcial a través de un cristal perfecto, torciéndolo y desplazándolo a un lado del corte sobre el otro la distancia de un átomo. Si en un plano cristalográfico describimos una revolución completa alrededor del eje sobre el cual el cristal fuetorcido, partiendo del punto x y recorriendo espaciamientos atómicos en cada dirección, terminaremos en un espacio atómico por debajo de nuestro punto de partida (punto y). El vector que se requiere para cerrar la trayectoria y volver a nuestro punto inicial se conoce como el vector de Burgers b. Si continuamos nuestra trayectoria trazaríamos una trayectoria en espiral. El eje, es decir la línea através de la cual trazamos esta trayectoria, es la dislocación de tornillo. El vector de Burgers es paralelo a la dislocación de tornillo.
Figura 1. El cristal perfecto (a) es cortado y deformado una distancia igual a un espaciamiento
atómico, (b) y (c). La línea a lo largo de la cual ocurre este corte es una dislocación de tornillo.
Se requiere de un vector de Burgers b para cerrar latrayectoria de espaciamientos atómicos
alrededor de la dislocación de tornillo.

La dislocación de borde (Figura 2) se puede ilustrar haciendo un corte parcial a través de un cristal perfecto, separándolo y rellenando parcialmente el corte con un plano adicional. El borde inferior de este plano adicional representa la dislocación de borde. Si seguimos una trayectoria en círculo a favor de las manecillasdel reloj alrededor de la dislocación de borde, partiendo del punto x y recorriendo un número igual de espaciamientos atómicos en cada dirección, terminaríamos alejados un espaciamiento atómico del punto de partida y. El vector que se requiere para completar el circuito es, de nuevo, el vector de Burgers, siendo ahora perpendicular a la dislocación. Al introducir la dislocación, los átomos porencima de la línea de dislocación se comprimen acercándose los unos a los otros, en tanto que los que quedan por debajo se estiran alejándose de sus posiciones de equilibrio. La red que los rodea ha sido distorsionada debido a la presencia de dislocaciones.


Figura 2. El cristal perfecto (a) es cortado y un plano adicional de átomos es insertado
(b). El borde inferior del plano adicional es ladislocación es la dislocación de borde
(c). Se requiere de un vector de Burgers b para cerrar un círculo de igual cantidad de
espaciamientos atómicos alrededor de la línea de dislocación.

Las dislocaciones mixtas (Figura 3) tienen componentes tanto de borde como de tornillo, con una región de transición entre ambas. El vector de Burgers, sin embargo, se conserva igual para todas lasporciones de la dislocación mixta.



Figura 3. Dislocación mixta. La dislocación de tornillo en la cara frontal del cristal gradualmente se convierte en dislocación de borde en el costado del cristal.
Deslizamiento. Podríamos trasladar el vector de Burgers del circuito a la dislocación de borde según se muestra en la Figura 4.



Figura 4. una vez trasladado el vector de Burgers del circuitocerrado a la línea de dislocación, se define un plano de deslizamiento.

Después de esto encontramos que el vector de Burgers y la dislocación de borde definen un plano en la red. El vector de Burgers y el plano resultan útiles para explicar como se deforman los materiales. Cuando se aplica una fuerza cortante en la dirección del vector de Burgers a un cristal que contenga una dislocación,...