Imperfecciones En El Arreglo Cristalinos

IMPERFECCIONES EN EL ARREGLO
ATÓMICO E IÓNICO
Ing. Diego Guillen. MsC

Imperfecciones en el Arreglo Atómico
Cualquier región del cristal en la que la organización
microscópica de átomos, iones o moléculas, difiere de la
correspondiente a un cristal periódico ideal es una
imperfección.
Las desviaciones en el cristal no producen perturbaciones
en la distribución reticular tan importantes comopara
invalidar el uso del cristal ideal como referencia geométrica
descriptiva

Imperfecciones en el Arreglo Atómico
Aunque el término Imperfección tiene una connotación
negativa, se verá que, según el material, los defectos
estructurales pueden mejorar las propiedades del material
cristalino
La comprensión de cómo las condiciones de
transformación afectan a la estructura con defectos y cómo
losdefectos estructurales afectan las propiedades del
material, puede ser utilizada para determinar la ruta de
procesamiento adecuada con el fin de obtener las
propiedades deseadas, o cómo las condiciones de
operación afectarán a las propiedades.

Imperfecciones en el Arreglo Atómico

DIMENSIÓN DEL DEFECTO - (Tipo de Defecto)

Defectos de Punto
Son interrupciones localizadas en arreglos atómicos que,si
no fuera por ellos, serian perfectos en una estructura
cristalina.
Se pueden introducir por:
El movimiento de los átomos o iones al aumentar la
energía por calentamiento.
Introducción de impurezas o dopado.

Vacancias (Vacantes)
Vacante: Es un átomo faltante en una posición atómica que
normalmente debería estar ocupada.

Todos los materiales cristalinos tienen defectos de vacancias

Vacancias(Vacantes)
Las vacancias se introducen en los metales o aleaciones
durante la solidificación, o como consecuencias de daños
por radicación.
A temperatura ambiente la concentración de las vacancias
es pequeña, pero aumenta en forma exponencial al
aumentar la temperatura, con el siguiente comportamiento.

Vacancias por Centímetro Cúbico
Donde:
•nv:
•n:
•Qv:
•R:

Número de vacancias por cm3
Númerode átomos por cm3
Energía requerida para producir una mol de
vacancias, en
cal/mol o Joules/mol
Constante de los gases, 1.987 cal/(mol*K) ó 8.314
J/

(mol*K)
•T :
Temperatura en grados Kelvins

Ejemplo 4.1
• Calcule la concentración de vacancias en Cobre a

temperatura ambiente (25 C) ¿ a que temperatura será
necesario calentar el cobre para que la concentración de
vacancias obtenida sea 1000veces mayor que la
concentración a temperatura ambiente? Suponga que se
requieren 20000 cal para producir un mol de vacancias de
cobre.
• El parámetro de la red del cobre FCC es de 0.36151 nm.

Ejemplo 4.2

Defectos Intersticiales
Un defecto intersticial se forma cuando se inserta un átomo
o ion adicional en la estructura cristalina en una posición
normalmente desocupada.

Defectos IntersticialesLos átomos intersticiales como el Hidrogeno están
presentes, con frecuencia, como impurezas, mientras los
átomos de carbono se agregan en forma intersticial al
hierro para formar acero.

Una vez introducidos la cantidad de átomos o iones
intersticiales en la estructura permanece casi constante
ante cambios en la temperatura.

Defecto Autoinsterticial
Se crea cuando un átomo idéntico a los puntosnormales
de la red esta en una posición intersticial. Es mas probable
encontrar estos defectos en estructuras cristalinas que
tienen bajo factor de empaquetamiento

Defecto Sustitucional
Se genera cuando una átomo o ion es sustituido con un
tipo distinto de átomo o ion.

Defecto Puntuales en Cristales Iónicos
En los cristales iónicos los defectos puntuales son mas
complejos debido a la necesidadde mantener la
neutralidad eléctrica. Cuando dos iones de carga opuesta
faltan en un cristal iónico, se crea una divacante anionica
-cationica que se conoce como defecto de Schotty.

Defecto Puntuales en Cristales Iónicos
• Si un catión se mueve a un intersticio del cristal iónico, se

crea una vacante catiónica en la posición inicial del
catión. Este par de defectos vacante - Intersticio se...