Irregularidades De Los Arreglos Cristalinos: Dislocaciones

Irregularidades de los arreglos cristalinos: Dislocaciones

¿Qué son las dislocaciones? (introducción)

Las dislocaciones son imperfecciones lineales en un cristal que de otra manera sería perfecto Se suelen introducir en el cristal durante la solidificación del material o cuando el material se deforma permanentemente. Aunque en todos los materiales, incluyendo cerámicos y polímeros, haydislocaciones, son especialmente útiles para explicar la deformación y el endurecimiento de los materiales metálicos. Se pueden identificar tres clases de dislocaciones: de tornillo, de borde y mixta.

Tipos de dislocaciones

Dislocaciones de tornillo
La dislocación de tornillo (Fig. 4-4) se puede ilustrar haciendo un corte parcial en un cristal perfecto y, a continuación, torciendo ese cristaluna distancia atómica. Si se sigue un plano cristalográfico durante una revolución respecto al eje de torcimiento del cristal, comenzando en el punto x y recorriendo distancias interatómicas iguales en cada dirección, se termina una distancia atómica abajo del punto de partida (el punto y). El vector necesario para terminar el circuito y regresar al punto de partida es el vector de Burgers b. Sise continuara la rotación, se describiría una trayectoria espiral. El eje o línea respecto al cual se traza la trayectoria es la dislocación de tornillo. El vector de Burgers es paralelo a la dislocación de tornillo.

Figura 4-4 El cristal perfecto (a) se corta y se ranura una distancia atómica (b) y (c). La línea a lo largo de la cual se hace el corte es una dislocación de tornillo. Se requiereun vector de Burgers b para cerrar un ciclo de distancias atómicas iguales en torno a la dislocación de tornillo.

Vector de Burgers b: Dirección y distancia en que se mueve una dislocación en cada etapa; también se llama vector de deslizamiento.
Dislocaciones de borde o arista
Figura 4-5 El cristal perfecto en (a) se corta y se intercala un plano adicional de átomos (b). El borde inferiordel plano adicional es una dislocación de borde (c). Se requiere un vector de Burgers b para cerrar un circuito de distancias atómicas iguales en torno a la dislocación de borde.
Una dislocación de borde (Fig. 4-5) se puede ilustrar haciendo un corte parcial en un cristal perfecto, abriendo el cristal y llenando en parte el corte con un plano adicional de átomos. La orilla inferior de este planoinsertado representa la dislocación de borde. Si se describe un circuito en torno a la dislocación de borde, en sentido de las manecillas del reloj comenzando en el punto x y recorriendo una cantidad igual de distancias atómicas en cada dirección, se terminará en el punto y, a una distancia atómica del punto de partida. El vector necesario para cerrar el circuito es, de nuevo, el vector de Burgers.En este caso, el vector de Burgers es perpendicular a la dislocación. Al introducir la dislocación, los átomos que están arriba de la línea de dislocación están muy comprimidos entre sí, mientras que los de abajo están muy distendidos. La región vecina del cristal se ha perturbado por la presencia de la dislocación. [Esto se ilustrará después, en la figura 4-8(b).] A diferencia de una dislocaciónde borde o arista, una de tornillo no se puede visualizar como un semiplano adicional de átomos.

Dislocaciones mixtas
Como se observa en la figura 4-6, las dislocaciones mixtas tienen componentes de borde y de tornillo, con una región de transición entre ellas. Sin embargo, el vector de Burgers queda igual para todas las porciones de la dislocación mixta.

En la figura 4-7 se ve unesquema de la línea de deslizamiento, el plano de deslizamiento y el vector de deslizamiento (vector de Burgers). El vector de Burgers y el plano ayudan a explicar cómo se deforman los materiales.
Cuando se aplica una fuerza cortante en la dirección del vector de Burgers a un cristal que contenga una dislocación, ésta se puede mover, rompiendo los enlaces de los átomos en un plano. El plano de corte...