tecnologo mercadeo

Ciencia de materiales
Jesica Andrea Isaza Lopez, MSc.

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ESTRUCTURA, ARREGLO Y
MOVIMIENTO DE ÁTOMOS

Imperfecciones en los arreglos atómicos

21/03/2014

Imperfecciones en el arreglo atómico
2

En todos los materiales,
los
arreglos de los
átomos,
contienen
imperfecciones
que
tienen
un
efecto
importante
en
el
comportamiento de los
materiales.

Defectos
puntualesDefectos
lineales o
dislocaciones
Defectos de
superficie

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Átomo y sitios intersticiales
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Los átomos intersticiales
son átomos adicionales
que ocupan posiciones
normalmente
desocupadas
(sitios
intersticiales) dentro de Sitio intersticial ó
vacancia
la estructura cristalina,
estos átomos muchas
vecespueden ser de
Auto
intersticial
tamaño menor o mayor
que los sitios intersticiales
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Estructura CS
Átomo
intersticial

Sitio
intersticial ó
vacancia

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Defectos puntuales
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Son discontinuidades de la
red que involucran uno o
quizás varios átomos, estos
defectos o imperfecciones
pueden ser generados en elmaterial
mediante el
movimiento de los átomos al
ganar
energía
por
calentamiento durante el
procesamiento del material,
mediante la introducción de
impurezas;
o
intencionalmente a través
de las aleaciones.

Átomo sustitucional

Átomo
sustitucional

Vacancia

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Átomo intersticial

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Vacancias
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Una vacancia seproduce cuando falta un átomo en un sitio
normal, estas se crean en el cristal durante la solidificación a
altas temperaturas o como consecuencia de daños por
radiación. A temperatura ambiente aparecen muy pocas
vacancias, pero esta se incrementa de manera exponencial
conforme se aumenta la temperatura, según la ecuación de
Arrhenius:
3
nv es el número de vacancia por cm

nv  ne

QRT

n es el número de puntos de red o átomos por cm3
Q es la energía requerida para producir una vacancia, en
cal/mol
R es constante universal de los gases, 1.987 cal / mol
T es la temperatura en K
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Ejercicio 1
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Tratamiento térmico que proporcione 1000 veces más vacancias en el
cobre de las que están normalmentepresentes a temperatura
ambiente (25°C) Se requiere aproximadamente 20.000 cal/mol para
producir una vacancia en el cobre








El parámetro de red del cobre CCC es 0.36151nm. El número de
átomos de cobre o puntos de red por cm3 es
n=(4 átomos/celda)/(3.6151x10-8cm)3
Temperatura ambiente: T=25+273=298K
Nv=8.47x1022exp[-20000/(1.987)(298)]
Nv=1.815x108 vacancias/cm3
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Átomos intersticiales
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Son átomos
que se
insertan
en posiciones
normalmente desocupada
dentro de la estructura
cristalina y que pueden ser
de tamaño menor o mayor
que el sitio intersticial,
cuando el tamaño en
mayor, la red circundante
se
comprime
y
se
distorsiona.

Átomo sustitucional

Átomo
sustitucionalVacancia

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Átomo intersticial

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Átomos sustitucionales
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Son los átomos que
remplazan a los que
hacen parte de la red,
permaneciendo en la
posición original
y
pueden ser átomos
mayores o de menor
tamaño, si el átomo es
de mayor tamaño,
comprime la red, y si
es de menor tamaño el
átomo tensiona la red.Átomo sustitucional

Átomo
sustitucional

Vacancia

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Átomo intersticial

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Defectos puntuales
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Alteran el arreglo perfecto de los átomos
circundantes, distorsionando la red a lo largo
de muchos espaciamientos atómicos, esta
alteración requiere que se aplique un esfuerzo
más alto para obligar que los átomos se...