Imperfecciones en el

arreglo cristalino

Defectos cristalinos:

1) puntuales- vacancias- defectos intersticiales- defectos sustitucionales- defecto Frenkel- defecto Schottky

2) lineales (dislocaciones)- de tornillo- de borde

3) de superficie- fronteras de grano- bordes de grano- fallas de apilamiento- borde de macla

Dislocación de tornillo

b = vector de Burgers

Dislocación de borde

b = vector de Burgers

Deslizamiento

Esfuerzo de Peierls-Nabarro

= c exp(-kd/b)

El esfuerzo será menor cuando:

la dirección de deslizamiento tiene una alta densidad lineal

sea mayor la distancia interplanar de los planos de deslizamiento

DeslizamientoEstructura

cristalina

Plano de deslizamiento

Dirección de deslizamiento

Metales

con estructura

cúbica centrada

en el cuerpo

{110}

{112}

{123}

<111>

Metales

con estructura

cúbica centrada

en las caras

{111} <110>

Metales

con estructura

hexagonal

{0001}

{1120}

{1010}

{1011}

<100>

<110>

<1120>

Deslizamiento en compuestos iónicos

Ley de Schmid

Dirección dedeslizamiento

Esfuerzo cortanter = Fr/A

A0

A

= F/A0

r = cos cos

Factores que afectan el deslizamientoen estructuras metálicas

Factor CCC CC HC (c/a > 1.633)

Esfuerzo cortante resultante crítico (psi)

50-100 5000-10000 50-100

Número de sistemas de deslizamiento

12 48 3

Deslizamiento cruzado

Puede ocurrir

Puede ocurrir No puede ocurrir

Propiedades Dúctil Resistente Relativamente frágil

Fronteras de grano

Borde de grano

Borde de macla

Red cristalina ideal

Red cristalina con defecto Frenkel

Red cristalina con defecto Schottky

Red cristalina con defecto Frenkel

Ion ocupandoposición reticular de equilibrio

Posiciónintersticialvacante

Ion ocupandoposiciónintersticial

Posiciónreticularvacante

+ +

nino

(P-no)(Pi-ni)= K

ni2 = PPiK

no = ni

ni << Pi

K = e(-Ei/kT)

ni = (PPi) e(-Ei/2kT)

Red cristalina con defecto Schottky

Catión y aniónocupandoposicionesreticularesnormales

Dos posicioneshipotéticas de lasuperficie delcristal

Una posiciónreticularcatiónica yotra aniónicavacantes

Par deionesadsorbidosen lasuperficie

+ +

noPs

(P-no)Ps

= e(-Eo/kT)

no = Pe(-Eo/kT)

no<<P

Posiciones catiónicas reticulares vacantes (exceso de no metal)

Posiciones reticulares aniónicas vacantes (exceso de metal)

e

e

Cationes intersticiales (exceso de metal)

e

e

Aniones intersticiales(exceso de no metal)

Oxidos no estequiométricos

4M2+(g) + 4O=(g) 2M+(g) + O=(g) + 2M3+(g) + 3O=(g)

4MO(s) M2O(s) + M2O3(s)

Ti: TiO0.69 - TiO1.33

T = 300K Hreacción 5 kcal/mol

2I3-2I2

-4U2 U1 U3

Hreacción