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によって ISABEL DANIELA ARDILA BELTRAN 4年前.

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Defectos o imperfecciones en estructuras cristalinas

Defectos o imperfecciones en estructuras cristalinas

Defectos sustitucionales e intersticiales permiten formar aleaciones tipo solución solida

Deben cumplir con:

Regla Hume Rothery
Deben tener la misma valencia
Las electronegatividades deben ser similares
Las estructuras cristalinas deben ser las mismas
Radios atómicos no difieran mas del 15%

Topic principal

Defectos o imperfecciones en estructuras cristalinas

Representan desviaciones de los arreglos atómicos o iónicos perfectos o ideales de una estructura cristalina

Macroscópicos
Inclusiones
Poros
Fisuras
Microscópicos
Defectos superficiales

Son los límites o los planos que separan un material en regiones

Cada región tiene la misma estructura cristalina, pero en distinta orientación

Límites de macla

Es un plano a través del cual hay una desorientación especial de imagen especular de la estructura cristalina

Fallas de apilamiento

Error en la secuencia de apilamiento, especialmente en los con empaquetamiento compacto

Límite de grano

Grano:

Porción de material dentro de la cual el arreglo de los átomos es casi identico.

La orientación de los átomos o estructura cristalina es diferente en cada grano vecino

Es la superficie que separa dos o mas granos individuales

Los átomos no tienen distancias correctas

Se generan fuerzas de compresión y en otras tensión

Superficie externa del material

Los átomos muestran mayor energía debido a los enlaces no satisfechos (menos unidos al material y mas reactivos)

Conductividad electrica

Dureza

Reactividad

Defectos lineales

La red cristalina se distorsiona alrededor de una línea recta

Dislocaciones

Importancia:

Comprende el comportamiento mecánico en los metales

Aumento resistencia material, controlando movimiento dislocaciones

Deslizamiento en las dislocaciones confiere ductilidad

Esfuerzo teórico en deformación plástica

Movimiento de dislocaciones

Microscopicamente

El cristal se desliza y cambia de forma

Macroscopicamente

Se rompen y se vuelven a unir enlaces en la zona del núcleo de dislocación

Deslizamiento de dislocaciones

Movimiento de dislocaciones hacia un lado en una posición atómica (toda la estructura)

Dirección de deslizamiento

Se mueve una distancia

Se forma un material metalico

Descripción cuantitativa

Linea de deslizamiento

Plano de deslizamiento

Línea de dislocación

Explican la deformación y endurecimiento

Se mueven en planos y direcciones de deslizamiento

Mixta

En los cristales reales las dislocaciones son una mezcla entre dislocaciones de borde y tornillo

Presenta partes de caracter de borde y de hélice

Movimiento intermedio entre la dislocación de borde y la de hélice

Borde

Introducción o eliminación de un semiplano extra de átomos en la red espacial

Al introducir la dislocación, los átomos de arriba estan muy comprimidos mientras que los de abajo muy distendidos

Se mueve en un plano de deslizamiento

Tornillo

Puede moverse en cualquiera de los planos

Se puede formar aplicando tensiones de cizalladura en las regiones del cristal que han sido separadas por un plano cortante

Sigue un plano cristalográfico durante una revolución respecto al eje de torsión del cristal, recorriendo distancias interatómicas iguales en cada dirección y termina en una distancia atómica debajo del punto de partida

Se da por:

Deformación mecanica

Núcleo de dislocación

Región aproximadamente cilíndrica con configuración de enlaces incorrecta

Son importantes:

Fragilidad

Ductilidad

Endurecimiento del material

Deformación plástica permanente

Defectos puntuales

Son interrupciones localizadas en arreglos atómicos o ionicos

Se clasifican en:

Defecto de Scottky

Es un par de vacancias en un material con enlaces iónico.

Para mantener la neutralidad debe perderse de la red tanto un anión como un catión

Defecto de Frenkel

Un ión salta de un punto normal de red a un sitio intersticial, dejado atrás una vacancia

Defecto sustitucional

Se presenta cuando un átomo o ión es sustituido con un tipo distinto de átomo o ión

Menor tamaño

La red cristalina presenta tensión en los átomos vecinos

Mayor tamaño

La red cristalina se comprime

Átomo intersticial

Unión intersticial y sustitucional

El número de átomos intersticiales dentro de la red cristalina es constante incluso al cambiar la temperatura

Átomo del mismo u otro material que ocupa un intersticio

La región circundante esta comprimida y distorsionada

Deben ser átomos menores a los de la matriz y formar una solución intersticial

Se presenta en estructuras con bajo factor de empaquetamiento

Se presenta cuando un átomo extra se inserta dentro de la estructura de la red en una posición intersticial

Vacancias

El número de vacantes aumenta con la temperatura

Ausencia de un átomo en las estructura cristalina

Son importantes en difusión

En los metales se introducen en:

Radiación

Deformación plástica

Enfriamiento

Todos los materiales presentan este defecto

Aumenta el desorden del material

Son importantes por:

Afectan propiedades

Solidificación

Deformación a temperaturas elevadas

Difusión

Son generados por:

Introducción de impurezas y aleación con otros elementos

Perturbaciones y reordenamiento atómico durante el procesado

Movimiento de átomos al ganar energía por calentamiento