imperfecciones en solidos

Imperfecciones en los sólidos Defectos cristalinos



Defectos puntuales:

vacancias
átomos intersticiales propios
impurezas (solución sólida): sustitucionales e intersticiales





defectos lineales:

dislocación de borde
dislocación de tornillo o de espiral
dislocación mixta




defectos planares:

superficie externa
borde de granodefectos volumétricos:

poros
inclusiones
grietas
otras fases




defectos puntuales

vacancias:

formadas durante la solidificación
puede ser el resultado de vibraciones atómicas
el número de vacancias en equilibrio aumenta exponencialmente con la temperatura

átomo intersticial propio:

es un átomo del cristal que pasa a ocupar una posición intersticial entre otros átomoshomólogos.
Genera gran distorsión.
Es poco común y si existe es en una proporción mucha más baja que las vacancias

impurezas en los sólidos:

Es muy difícil encontrar metales totalmente puros: 99.9999% de pureza implica 1022 a 1023 átomos de impurezas por metro cúbico). Algún átomo diferente siempre estará presente.

La mayoría de los metales son aleaciones donde se le ha agregado a algúnmaterial una cantidad definida de otros átomos en forma intencional para impartirle al material una mejora en sus características (resistencia mecánica, corrosión).

La adición de átomos de impurezas a un metal resulta en la formación de una solución sólida y/o una nueva fase dependiendo de la clase de impurezas, su concentración y la temperatura de la aleación.

Una solución sólida se formacuando se unen los átomos del soluto (menor proporción) a los átomos del solvente (mayor proporción) y la estructura cristalina se mantiene. Los átomos de impureza se distribuyen uniformemente y al azar en el sólido.


tipos de impurezas




Sustitucional:

los átomos de impurezas o soluto toman el lugar de los átomos de la estructura del solvente.
Este tipo de solución sólida sefavorece cuando la diferencia de radio atómico entre el soluto y el solvente es menos del 15% y la estructura cristalina de los metales involucrados sean iguales (Ej. Latón: cu–zn).
bajo las condiciones anteriores se puede encontrar gran cantidad de soluto en la solución.
Cuando la diferencia de diámetros es mayor generará mayor distorsión en la estructura y se reduce la cantidad de soluto.Intersticial:

los átomos de soluto se ubican en los espacios intersticiales de la estructura cristalina del solvente.
Mientras mas alto es el factor de empaquetamiento del metal menos espacio habrá en sus intersticios.
El diámetro atómico de los átomos de impurezas intersticiales deben ser considerablemente más pequeños que los de los átomos de solvente.
Normalmente la concentraciónmáxima de átomos intersticiales es baja (menos del 10%).
Por mas pequeña que sea la impureza casi siempre es mas grande que el espacio que ocupa y por lo tanto genera distorción. (Ej. Carbón en hierro: aceros).














DEFECTOS LINEALES


DISLOCACION

Es una imperfección cristalina alrededor de la cual algunos átomos están desalineados.




tipos de dislocaciónDislocación de borde:

es un defecto lineal producto de un plano extra de átomos que se incorpora en la estructura cristalina.
El borde inferior de ese plano representa la dislocación en sí.
Si se describe un giro alrededor de la dislocación recorriendo igual número de espaciamientos atómicos en cada dirección se terminaría a un átomo de distancia del punto de partida. El vectorrequerido para completar el giro es llamado Vector de Burger.
En este caso el Vector de Burger es perpendicular a la línea de la dislocación.


Dislocación de tornillo o de espiral:

puede representarse como un corte parcial de un cristal perfecto y volviendo a unir el cristal desviándolo un espaciamiento atómico.
En este caso el Vector de Burger es paralelo a la línea de la dislocación....