Materiales de ingenieria


UNIDAD 5: IMPERFECCIONES CRISTALINAS Y DIFUSIÓN EN SÓLIDOS

5.1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
Generalidades
- La solidificación de metales, aleaciones y polimeros es un proceso industrial muy importante debido a que la mayoría de éllos se
funden para moldearlos hasta una forma acabada ó semiacabada.
- En todos los materiales el arreglo de los átomos contieneimperfecciones que tienen un efecto profundo sobre el comportamiento
de los materiales.
- Mediante el control de las imperfecciones reticulares creamos:
1) Metales y aleaciones más resistentes. 4) Imanes más poderosos.
2) Transistores y celdas solares de mejor desempeño. 5) Muchos otros materiales deimportancia práctica.
3)Vidrios y cristales de colores extraordinarios.
.
- Debe tenerse en cuenta que en muchos casos los defectos, que de hecho son originados por las imperfecciones, son agregados de
manera intencional con el propósito de producir un conjunto deseado de propiedades mecánicas y físicas.
Objetivo general
El objetivo general de esta unidadconsiste en estudiar las diferentes imperfecciones, los defectos originados y el fenómeno de la
difusión en los materiales de ingeniería.

5.2 IMPERFECCIONES Y DEFECTOS EN LOS CRISTALES.
Existen 3 tipos de defectos originados por las imperfecciones que se presentan durante el procesado de un material a saber:
Defectos puntuales, Defectos de Línea ó Dislocaciones y Defectos deSuperficie.
5.2.1 DEFECTOS PUNTUALES
- Los defectos de este tipo se caracterizan por discontinuidades de la red que involucran uno ó varios átomos.
-Tales defectos pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los átomos al ganar energía por calentamiento
durante el procesamiento del material, cuando se pueden introducir impurezas de manera imprevista o de maneraintencional.
- Se producen estos defectos cuando:
1) En el material existen VACANCIAS: Una vacancia se produce cuando falta un átomo en un sitio normal del cristal como
consecuencia de la solidificación ó por daños por radiación.
2) Cuando existen DEFECTOS INTERSTICIALES: Un defecto intersticial se forma cuando se inserta un átomo adicional en unaposición normalmente desocupada dentro de la estructura cristalina.
3) Cuando existen DEFECTOS SUSTITUCIONALES: Se origina un defecto de este tipo cuando se reemplaza un átomo por otro
de un tipo distinto.
4) Cuando se presentan otros defectos PUNTUALES: Un intersticio se produce cuando un átomo idéntico a los de los puntos de la
red cristalina se colocaen un lugar intersticial.
5.2.2 DEFECTOS DE LÍNEA Ó DISLOCACIONES
- Estos defectos de línea ó dislocaciones que se dan en los sólidos cristalinos, dan lugar a la distorsión de la red centrada en tormo
de una línea y se pueden manifestar en los siguientes casos.
a) Durante la solidificación de los sólidos cristalinos b) Pordeformación plástica del sólido cristalino.
c) Por condensación de vacantes. d) Emparejamientos atómicos incorrectos en soluciones sólidas.
5.2.3 DEFECTOS DE SUPERFICIE Ó INTERFACIALES
Los defectos de superficie o interfaciales son las fronteras ó planos que separan granos ó
cristales de diferentes orientaciones.
- ¿Qué es un GRANO?: Ungrano es una porción del material dentro del cual el arreglo
atómico es idéntico, sin embargo, como se dijo, la orientación del arreglo atómico ó
de la estructura cristalina es distinta para cada grano.
- La frontera de grano que es la superficie que separa los granos; es una zona estrecha en la
cual los átomos están correctamente espaciados....