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LECCION 3. IMPERFECCIONES Y DIFUSION.

3.1. Defectos puntuales.

Las redes cristalinas no son perfectas, poseen defectos de diferentes clases. De ellas los más importantes desde el punto de vista metalúrgico son los defectos atómicos, que consisten en fallos o alteraciones de la secuencia del ordenamiento atómico a nivel puntual (defectos puntuales), lineal (defectos lineales odislocaciones) o a nivel superficial (defectos superficiales: defectos de apilamiento, juntas de grano, etc.).
Empezaremos el estudio por los defectos puntuales.

3.1.1. Tipos de defectos puntuales.

Las distintas alteraciones en la secuencia del ordenamiento atómico a nivel puntual dan lugar a los siguientes tipos de defectos puntuales:
- Lugares vacantes o lagunas: son sitios reticulares noocupados, vacíos.
- Atomos intersticiales: consisten en átomos desplazados de sus posiciones reticulares que quedan localizados en algún hueco o intersticio de la red.
- Atomos forasteros: son átomos extraños, de diferente naturaleza, que se sitúan en puntos reticulares o en lugares intersticiales.
En la fig. 3.1. se pueden ver los diferentes tipos de defectos puntuales.

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Fig.3.1. Tipos de defectos puntuales.

La existencia de defectos puntuales en los sólidos cristalinos se intuyó originariamente para explicar los fenómenos de difusión en estado sólido. Es un hecho bien conocido que cuando dos metales se ponen en contacto y el conjunto se calienta a elevada temperatura, se produce un entremezclado de los átomos de las dos especies. Estos movimientos atómicos seríanmuy difíciles de explicar si no existieran defectos puntuales. La fig. 3.2.c. muestra el intercambio de posiciones entre dos átomos en una red perfecta, este movimiento sería altamente improbable dadas las altas energías de enlace de las redes metálicas. Las figs. 3.2.a. y b. esquematizan la posibilidad de movimientos atómicos en las redes metálicas con lugares vacantes y átomos intersticialesrespectivamente.

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Fig. 3.2. Movimientos atómicos debidos a la existencia de defectos puntuales.

3.1.2. Atomos intersticiales.

En el caso de los átomos intersticiales se puede realizar un tratamiento similar al llevado a cabo a propósito de los lugares vacantes; existirá igualmente, y por idénticas razones, una concentración de equilibrio de átomos intersticiales dependiente de latemperatura. La diferencia fundamental estriba en que siendo los intersticios de cualquier red metálica muy pequeños, estos defectos distorsionan fuertemente la red en su entorno; sus (ΔHf ) concentraciones correspondientes muestran valores unas 5 veces superiores a los correspondientes a las lagunas. Sin embargo este tipo de defectos tiene mucha menor importancia práctica
De cualquier manera, si unared metálica poseyese átomos intersticiales, éstos se moverían con mucha facilidad; su (ΔHm ) movilidad es un orden de magnitud inferior a la correspondiente a los lugares vacantes.

3.2. Defectos lineales: dislocaciones.

Los defectos lineales, o dislocaciones, son defectos que afectan a líneas completas de átomos y se crean durante la solidificación de los sólidos cristalinos.
Los dostipos principales de dislocaciones se denominan hélice y cuña. Las combinaciones de estos tipos reciben el nombre de dislocaciones mixtas. Una dislocación tipo cuña se visualiza tras la inserción de un semiplano de átomos, tal como se aprecia en la fig. 3.3. (a) justo encima del símbolo (. Este símbolo indica una dislocación tipo cuña positiva, mientras que ( indica una dislocación tipo cuñanegativa (semiplano inserto por debajo en la fig. 3.3.(a.)).
El vector que cierra el circuito alrededor de la dislocación se denomina vector de Burgers b y en el caso expuesto es perpendicular a la línea de dislocación (fig. 3.3.b.). La línea de dislocación tiene una región sometida a compresión donde existe el semiplano extra de átomos y una región sometida a tracción al lado opuesto de la línea de...