Solidificaci N E Imperfecciones Cristalinas

Universidad Nacional de Colombia. Tirado Andrés, González Carlos. Grupo 7. Solidificación e Imperfecciones Cristalinas.

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Solidificación e Imperfecciones Cristalinas
Tirado Bravo, Andrés Camilo y Gonzáles Calderón, Carlos Yulian.
{actiradob, cygonzalezcal}@unal.edu.co. Grupo 7
Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá.

Resumen — La solidificación es el proceso en el cual un
metal fundidoliquido pasa a estado sólido, este proceso se
divide en dos fases; la fase de nucleación y la fase de
crecimiento. En la fase de nucleación se forman núcleos
estables a partir de los embriones que alcanzan el nivel de
energía crítico y no se autodestruyen, la nucleación puede ser
homogénea o heterogénea, en la homogénea los núcleos se
forman en el mismo liquido mientras que en las heterogéneas
seforman en la superficie del recipiente o sobre alguna
impureza insoluble en el líquido. En la fase de crecimiento los
núcleos estables siguen creciendo hasta forman los cristales
que conforman el material sólido. Los cristales que se forman
no son perfecto y por el contrario presentan varios defectos,
los cuales son; defectos puntuales, defectos de línea y defectos
superficiales. Entre los defectospuntuales están los vacantes y
los defectos intersticiales, entre los defectos de línea están las
dislocaciones y entre los defectos superficiales están los
bordes de grano.
Palabras Clave — Estructura Cristalina, Núcleo,
Solidificación, Defecto, Grano.
I. INTRODUCCIÓN
El uso de los metales puros es limitado y casi
siempre presenta interés cuando se pretende
aprovechar alguna propiedad específicadel metal
puro que resulte muy afectada por la presencia de
átomos extraños. Un ejemplo podría presentarlo el
cobre, cuya excelente conductividad se ve
seriamente mermada con la presencia de átomos de
otro elemento.
Generalmente, en aplicaciones industriales es
necesario modificar algunas propiedades de los
metales puros mediante la formación de aleaciones,
los efectos de estas adiciones son muyvariados
como por ejemplo el aumento de las propiedades
mecánicas o aumentar la resistencia a la corrosión.
El proceso en el cual se logra realizar estas
adiciones es el proceso de solidificación, y en este
proceso se presentan imperfecciones cristalinas ya
que no existen en realidad los cristales perfectos.

II. GENERALIDADES
El proceso de solidificación se define como el
proceso en el cual unmetal fundido liquido pasa a
un estado sólido, en este proceso el metal es
moldeado para lograr una forma acabada o
semiacabada.
En general la solidificación de un metal se
compone de dos etapas: etapa en la cual se forma un
núcleo estable en el fundido (nucleación) y etapa en
la cual esos núcleos crecen hasta dar origen a los
cristales y formar una estructura granular
(crecimiento).
El proceso denucleación se presenta de dos
formas, de forma homogénea y de forma
heterogénea. La forma homogénea es cuando el
metal líquido fundido proporciona por sí mismo los
átomos que se requieren para formar los núcleos. Y
la nucleación heterogénea tiene lugar en la
superficie del recipiente que lo contiene, se forman
núcleos en esta superficie.
Después de que los núcleos estables se han
formado en unmetal en proceso de solidificación, el
siguiente paso es que estos núcleos crecen para
terminar convirtiéndose en cristales.
Las imperfecciones cristalinas existen porque en
realidad no existen los cristales perfectos sino que
tienen imperfecciones y defectos que afectan a
muchas de sus propiedades interesantes desde el
punto de vista de la ingeniería, propiedades
mecánicas,
conductividad
eléctricade
semiconductores, corrosión de metales, etc.
III. PRINCIPIOS FISICOS
A. Solidificación
La solidificación de un metal o aleación fundido
se produce al enfriar el mismo a partir de una
determinada temperatura. Para que la solidificación
en forma cristalina comience, es necesario que la

Ciencia e Ingeniería de los Materiales, Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Colombia.

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