Post on 18-Feb-2015
En todos los materiales el arreglo de los átomos contiene
imperfecciones que tienen un efecto profundo sobre el
comportamiento de los materiales
IMPERFECCIONES EN EL ARREGLO ATÓMICO
DISLOCACIONES
DEFECTOS PUNTUALES
DEFECTOS DE
SUPERFICIE:
SON IMPERFECCIONES EN UNA RED QUE SE INTRODUCEN DURANTE EL PROCESO DE SOLIDIFICACION DEL MATERIAL O AL DEFORMARLO. TORNILLO BORDE MIXTA
DESLIZAMIENTO DE DISLOCACIONES: ESFUERZO DE PEIERLS-NABARRO LEY DE SCHMID INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA
CRISTALINA. ESFUERZO CORTANTE RESULTANTE
CRÍTICO NUMERO DE SISTEMAS DE
DESLIZAMIENTO DESLIZAMIENTO CRUZADO.
SIGNIFICADO DE LAS DISLOCACIONES
DISLOCACIONES:
REVOLUCIÓN COMPLETA
ALREDEDOR DEL EJE
SOBRE EL CUAL EL CRISTAL FUE
TORCIDO
PARTIENDO DEL PUNTO “X”
Y RECORRIENDO ESPACIAMIENTOS ATÓMICOS
IGUALES EN CADA
DIRECCION
TERMINAREMOS A UN ESPACIO ATÓMICO POR
DEBAJO DE NUESTRO PUNTO DE PARTIDA :
PUNTO “Y”
TORNILLO
CRISTAL PERFECTO
CORTE PARCIAL
Un equipo dirigido por el químico Song Jin de la Universidad de Wisconsin-Madison (EE UU) ha demostrado que un simple defecto de la red cristalina, conocido como “dislocación helicoidal o de tornillo”, guía la formación de nanotubos huecos de óxido de zinc de tan sólo unas pocas millonésimas de centímetro de espesor.
BORDE
CRISTAL PERFECTO
INSERCION DE PLANO DE ÁTOMOS
EL BORDE INFERIOR ES LA DISLOCACIÓN
TRAYECTORIA EN CIRCULO DESDE “X”
SENTIDO MANECILLAS DEL RELOJ
RECORRIENDO NUMERO IGUAL DE ESPACIAMIENTOS
EN CADA DIRECCIÓN
PUNTO “Y”
BORDE
TIENE PRESENTE TANTO
DISLOCACION
DE TORNILLO COMO DE BORDE
CON UNA REGION DE TRANSICIÓNENTRE AMBAS
EL VECTOR BURGERS SE
CONSERVA IGUAL
DESLIZAMIENTO
Al trasladar el vector b Burgers del circuito a la dislocación de borde estos definen un plano.La combinación se llama sistema de deslizamiento.
Proceso mediante el cual se mueve una dislocación causando que se deforme el material.
Cuando se aplica un esfuerzo cortante a) los átomos se desplazan la dislocación se mueve 1 b . Lo que genera un movimiento continuo de la dislocación.Finalmente un escalón
E S F U E R Z O D E P E I E R L S - N A B A R R O
Esfuerzo requerido para mover la dislocación de una localización de equilibrio
= c exp(-kd/b)
El esfuerzo será mayor cuando:
La dirección de deslizamiento tiene distancia de repetición de estados en eq., o una densidad lineal alta.
El esfuerzo será menor cuando:
La dirección de deslizamiento tiene
una alta densidad lineal
Iónico covalente
L E Y D E S C H M I D
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license.
Esta ley explica el deslizamiento de las dislocaciones
básicamente en metales:
es el esfuerzo cortante.
Romper suficientes enlaces metálicos y ocurra el deslizamiento
ESFUERZO CORTANTE RESULTANTE CRÍTICO
NUMERO DE SISTEMAS DE DESLIZAMIENTO
DESLIZAMIENTO CRUZADO.
INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA.
cuando los pilares de niquel son comprimidos, presentan menos “defectos” (ver la imagen). Estos defectos (dislocaciones, en la jerga ingenieril) son removidos de la estructura mediante un proceso nunca antes observado, denominado “templado mecánico” (mechanical annealing). “Lo que controla la deformación de un objeto metálico es la forma en que sus defectos, llamados dislocaciones, se mueven a lo largo de los planos de su estructura cristalina”, dice Andrew Minor, uno de los científicos. “El resultado del deslizamiento de las dislocaciones es la deformación plástica”, añade Minor. Las dislocaciones de los nanopilares de níquel fueron removidas por la compresión, reduciendo la densidad de las dislocaciones en 15 órdenes de magnitud, produciendo un “cristal perfecto”. Éste es precisamente el proceso de templado mecánico que comentábamos anteriormente.Lo interesante fue que cuando se usaron pilares de 300 nm en lugar de los de 150 nm, el templado mecánico no fue completo, sino que algunos defectos persistían, haciendo la estructura menos resistente que la de 150 nm. Esta investigación supone un gran aporte para la floreciente industria de la nanotecnología.
SON DISCONTINUIDADES
DE LA RED QUE INVOLUCRAN UNO O
QUIZÁ VARIOS ÁTOMOS,
PUEDEN SER
GENERADOS
MEDIANTE EL
MOVIMIENTO DE LO
S
ÁTOMOS AL GANAR
ENERGÍA POR
CALENTAMIENTO
DURANTE EL
PROCESAMIENTO DEL
MATERIAL.
MEDIANTE LA
INRTODUCCION DE
IMPUREZAS
O INTENSIONALMENTE A TRAVÉS DE LAS ALEACIONES.
DEFECTOS PUNTUALES:
VACANCIAS
DEFECTOS INTERSTICIALES
DEFECTOS SUSTITUCIONALES
OTROS• DEFECTO FRENKEL• DEFECTO SCHOTTKY
IMPORTANCIA
Vacancia falta un atomo
Solidificacion
Alta temperatura o daño por radiacion
Se inserta un atomo adicional
Defectos intersticiales
En un lugar normalmente desocupado
Se inserta un atomo
adicional
Defectos sustitucional
Se reeplaza uno por otro distinto
Si es mayor comprime
Si es menor tensiona
Defecto Frenkel
Un ión brinca a un intersticio y deja una vacancia
Defecto Schottky
Falta un ion y un catión
Cerámicos de enlace iónico
SON LAS FRONTERAS O PLANOS
QUE SEPARAN
UN MATERIAL
EN REGIONES
DE LA MISMA ESTRUCTURA CRISTALINA
PERO
CON ORIENTACIONES
CRISTALOGRAFICAS DISTINTAS.
DEFECTOS DE SUPERFICIE:
Superficie .
La red termina de manera abrupta
Los átomos de la sup. No tiene el mismo NC
Se altera el enlace atómico
Puede ser áspera
Muy reactiva
Contener muescas
FRONTERA DE GRANO
GRANO
Porción de material dentro del cual el arreglo atómico
es idéntico.
LA ORIENTACION ES DISTINTA PARA CADA
GRANO
granos y sus fronteras.
COMPRESIÓN
TENSIÓN
GRANOS
CONTROLANDO EL TAMAÑO DE LOS GRANOS SE
AUMENTA LA RESISTENCIA DE LOS METALES
DEBIDO A QUE LAS DISLOCAIONES SOLO SE
MUEVEN CADA FRONTERA DE GRANO.
ECUASION HALL -PETCH
RELACIONA EL TAMAÑO DE GRANO CON EL ESFUERZO DE CEDENCIA ( ESFUERZO DE DEFORMACION).
BORDES DE GRANO DE ANGULO
SE PRODUCEN POR EL ARREGLO DE LAS DISLOCACIONES
CAUSANDO UNA FALTA DE COINCIDENCIA
ANGULAR EN AMBOS LADOS
DE ANGULO PEQUEÑO
DE ANGULO GRANDE
http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0716-02082006000100007&lng=en&nrm=iso&ignore=.html
FALLA DE APILAMIENTO
OCURRE EN METALES CCC
ERROR EN LA SECUENCIA DE
APILAMIENTO DE PLANOS COMPACTOS
BORDE DE MACLA:
PLANO QUE SEPARA DOS
PARTES DE UN GRANO
QUE TIENEN UNA PEQUEÑA
DIFERENCIA EN LA ORIENTACIÓN
OCURREN DURANTE LA
DEFORMACION
TRATAMIENTO TÉRMICO
INTERFIEREN DZLMTO = AUMENTA
RESISTENCIA.
EstibinaSb2S3 (Rómbico)
características: maclado polisintético muy común, terminado en punta.
CONTROL DEL DESLIZAMIENTO:
SON LOS MECANISMOS DE CONTROL DE LA
RESISTENCIA DE UN MATERIAL AL CONTROLAR
EL NUMERO Y TIPO DE IMPERFECCIONES
PRESENTES.
ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN• A MAS DISLOCACIONES• MAS ENDURECIMIENTO
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA.• A MAS ATOMOS• MAYOR ENDURECIMIENTO
ENDURECIMIENTO POR TAMAÑO DE GRANO.• MAS GRANOS O GRANOS
MAS PEQUEÑOS • MAS ENDURECIMIENTO