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Defectos oimperfecciones ensistemas cristalin

Juan C

M

Jo


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Introducción.

• ¿l!una vez te "as pre!untado que "ace que un crsea ro$o % otro azul& ¿'u( "ace al acero muc"o resistencia que el "ierro puro& *a respuesta es senarre!lo de los )tomos o de los iones de los materiales

• *os arre!los de estructuras cristalinas siempre tienen

. /ienen un efecto sobre las propiedades de los mater0.1n muc"as aplicaciones es 2til3 sin embar!o en otra

minimizar.

4.5e dividen en tres tipos- puntuales6 lineales % super7


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Defectos 8untuales.

• 5on interrupciones localizadas en arre!los atómicos o iónicos• 1sta alteración afecta una re!ión donde intervienen vario

iones en una estructura cristalina.• Se pueden introducir por ello movimiento de los )tomo

aumentar la ener!#a por el calentamiento3 por el procesamintroducción de impurezas o por dopado.• 9a% seis tipos de defectos puntuales- vacancia6 )tomo inters

de sustitución peque,o6 )tomo de sustitución !rande6 defect% defecto de 5cott;%.


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/ipo - Vacancia.

• 1s cuando faltan un )tomo o ion en su sitio normal de la estruct

•


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:ormula para calcular vacanc


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/ipo 0- Intersticial.

• 5e forma cuando se inserta un )tomo o ion adicestructura cristalina3 normalmente una posición des

• *os )tomos intersticiales son muc"o menores que que est)n en los puntos de la red3 pero son ma%or

sitios intersticiales que ocupa.• 1n consecuencia3 la re!ión cristalina vecina esta c

% distorsionada.


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/ipo 4- 5ustitucional-

• =tomo>Ion es sustituido con un tipo distinto de )tomo

• 1stos )tomos sustitucionales ocupan el sitio ma%or cuando son ma%ores se reducen los espacios interviceversa cuando son menores.

• 1stos defectos pueden introducir de forma de una imuna adición deliberada en la aleación3

• @na vez introducidos3 la cantidad de defectos es relindependiente de la temperatura.


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/ipo A- Intersticialidad Defeauntointersticial

• @n )tomo id(ntico a los puntos normaleest) en una posición intersticial.

• 1s com2n en estructuras con ba$o faempaquetamiento.


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/ipo - De :ren;el.

• @n par vacanciaEintersticial cuando un

de un punto normal de red a un sitio intde$ando atr)s una vacancia.


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/ipo F- De 5c"ott;%.

• *as vacancias se presentan en un mateenlaces iónicos donde debe faltar un

estequiometrico de aniones % cationecristal si se quiere conservar la neel(ctrica.


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Defectos *ineales.

• *as dislocaciones son imperfecciones lineales en un crotra manera seria perfecto.

• 5e suelen introducir en cristal durante la solidi7cación do cuando el material se deforma permanentemente.

• nqu( en todos los materiales inclu%endo cer)micos %"a% dislocaciones.

• 5e pueden identi7car tres clases de dislocaciones- borde % miGta.


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/ipo - De tornillo.

• 5e puede ilustrar "aciendo un corte parcial en perfecto torciendo ese cristal una distancia atómica

• 5i se continuara la rotación se describir#a una

espiral.• 1l e$e o l#nea respecto al cual se traza la tra%ect

dislocación de tornillo.


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/ipo 0- De borde o arista.

• 5e puede ilustrar "aciendo un corte parcial en un cristal perfeel cristal % llenando en parte el corte con un plano adicional de

• *a orilla inferior de este plano insertado representa la diborde.

•1l vector necesario para cerrar el circuito es el vector de Bur!

• l introducir la dislocación3 los )tomos que est)n arriba dedislocación est)n mu% comprimidos entre s#3 mientras que est)n mu% distendidos.

• diferencia de una dislocación de borde o arista3 una de tpuede visualizar como un semiplano adicional de )tomos


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/ipo 4- MiGtas.

• /ienen componentes de bordes % de tornillos con una re!ión de trella.

• Cuando se aplica una fuerza cortante en la dirección del vector decristal que conten!a una dislocación3 esta se puede mover rompiende los )tomos en un plano.

• 1l plano de cortes se desplaza un poco para establecer enlacesparcial de )tomos ori!inales.

• Ejemplo: Otra forma de visualizarlo3 es ima!inar cómo se mover#auna alfombra si trat)ramos de eliminarla aplan)ndola en lu!ar dalfombra.


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Deslizamiento.

• 1s el proceso por el que se mueve una disloca"ace que se deforme un material met)lico.

• *a dirección en la que se mueve la dislocac

dirección de deslizamiento.• Durante el deslizamiento3 una dislocación s

desde un con$unto de entornos "asta otro id(ntico de entornos.


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*e% de 5c"mid.

• 5e puede usar para comparar las propiedadmetales que ten!an estructuras cristalinas % 9C8. Como los distintos cristales o !ran

orientados en direcciones aleatorias3 no saplicar la le% de 5c"mid para pronocomportamiento mec)nico de los mpolicristalinos.


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Defectos super7ciales.• 5on imperfecciones de la estructura cristalina ubica

)rea del material.

• *os principales defectos son la misma super7fronteras de los !ranos.

• La supercie del material es un defecto de

porque se rompe con la simetr#a de los )tomos enestos )tomos tienen enlaces qu#micos no completlos "ace m)s reactivos qu#micamente del resto de l5on l#mites o los planos que separan un material encada re!ión tiene la misma estructura cristadiferente orientación.


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• *as dimensiones eGteriores del representan super7cies en donde termcristal en forma s2bita.

• Cada )tomo en la super7cie %a no tiene el adecuado de coordinación % se interruenlazamiento atómico.

• *a super7cie eGterior tambi(n puede secontener muescas diminutas % ser mucreactiva que el interior del material.

• 1$emplo- la oGidación de metales3 %a qupresentas estructuras policristalinos los no lle!an a completar sus enlaces.


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