La Universidad del ZuliaFacultad de IngenieríaEscuela de industrial

Ciencia de los materiales.Profesor: Miguel Valbuena

Imperfecciones en el arreglo atómico.

Realizado por:Rosales, Diego.Salcedo, Yuri.

Villalobos, Daniel.

Maracaibo, Junio de 2012

Son defectos que dan lugar a una distorsión de la red centrada en torno a una línea. Se crean durante la solidificación de los sólidos cristalinos o por deformación plástica, por condensación de vacantes.Entre los tipos de dislocaciones Se pueden identificar: las de cuña o borde y las helicoidales o de tornillo, también puede darse una combinación de ambas, denominada dislocación mezcla o mixta.

Dislocaciones de borde y de tornillo.

Definición.

Es un defecto lineal centrado alrededor de la línea definida por el extremo del semiplano de átomos extra.

Se crea por inserción de un semiplano adicional de átomos dentro de la red.

Los átomos por encima de la línea de dislocación, que se encuentra perpendicular al plano de la página, en el punto donde termina el semiplano insertado, se encuentran comprimidos y los que están por debajo se encuentran apartados.

La magnitud de esta distorsión decrece con la distancia al semiplano insertado.

El semiplano se denota con la letra t invertida. (┴)

La distancia de desplazamiento de los átomos en torno a una dislocación se llama DESPLAZAMIENTO o vector de Burgers y es perpendicular a la línea de dislocación de cuña.

Dislocación helicoidal o de tornillo.

Esta dislocación se forma cuando se aplica un esfuerzo de cizallante en un cristal perfecto que ha sido separado por un plano cortante.

Se llama así debido a la superficie espiral formada por los planos atómicos alrededor de la línea de dislocación.

Aquí el vector de burguers o de desplazamiento es paralelo a la línea de dislocación.

Dislocación Mixta.

 Dislocación formada por las dos anteriores, una de cuña y una helicoidal.

Su vector de Burgers no es ni perpendicular ni paralelo a la línea de dislocación, pero mantiene una orientación fija en el espacio.

La estructura atómica local en torno a la dislocación mixta es difícil de visualizar, pero el vector de Burgers proporciona una descripción conveniente y sencilla.

Ilustración de una dislocación mixta.

Defectos puntuales.

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

- los defectos puntuales que pueden aparecer entre los defectos cristalinos son:

El mas simple de los defectos es la vacantes o vacante de red, lugar normalmente ocupadoPor un átomo ahora ausente.La vacante se producen durante la solidificación y también como consecuencia de lasVibraciones, que desplazan los átomos de sus posiciones reticulares normales

Vacantes.

Un defecto autointersticial es un átomo de un cristal que se ha desplazado a un lugarIntersticial, un espacio vacío pequeño que ordinariamente no esta ocupado.En los metales los defectos autinstersticiales introducen distenciones relativamente Grandes en los alrededores de la red porque los átomos suelen ser mucho mayoresQue las posiciones intersticiales donde se sitúan. Por consiguiente, la formación de este defecto no es muy probable y existe en pequeñas concentraciones, Significativamente menores que para las vacantes

Defectos puntuales.

Vacante. Pequeño átomo intersticial

Autointersticial.

Defecto frenkel.Este defecto es una combinación entre el defecto de vacancia e intersticial, donde un átomo que se encuentra en un lugar normal de la estructura cristalina salta hacia un lugar intersticial dejando así una vacancia.

Defecto Schottky.

Es un par de vacancias que se presentan en los cristales iónicos, donde se debe mantener un equilibrio en la estructura cristalina. Cuando se deja una vacancia de un anión, también debe dejarlo un catión para mantener un equilibrio en la red. Debe encontrarse la misma cantidad de aniones que de cationes.

Defecto sustitucional.

En este defecto se sustituye un átomo de la estructura cristalina por otro. Se debe tomar en cuenta que el radio del átomo no debe ser diferente de un 15% ya sea en mayor o menor proporción ya que podrían ocurrir perturbaciones en el material. Un átomo de mayor radio hará que los átomos vecinos sufran una compresión, y un átomo sustituido de menor radio hará que los átomos vecinos sufran una tensión.

Defecto sustitucional grande. Defecto sustitucional pequeño.

Defectos superficiales.Los defectos superficiales son los límites o bordes o planos que dividen un material en regiones, cada una de las cuales tiene la misma estructura cristalina pero diferente orientación.

Estos defectos incluyen superficies externas, limites de grano, limites de macla, entre otros.

La superficie externa constituye uno de los límites más evidentes, se considerauna imperfección puesto que representa el límite de la estructura cristalina, dondetermina. Los átomos superficiales no están enlazados con el máximo de vecinosmás próximos y, por lo tanto, están en un estado energético superior que losátomos de las preposiciones interiores. Los enlaces no realizados de estos átomossuperficiales aumentan la energía superficie expresada en unidades de energía porunidad de área (J/m2 o erg/cm3) Los materiales tienden a minimizar el área totalde la superficie para disminuir esta energía.

Superficies externas.

Borde de grano.

Se puede definir como la superficie que separa los granos individuales de diferentes orientaciones cristalográficas en materiales policristalinos.El límite de grano es una zona estrecha en la cual los átomos no están uniformemente separados, o sea que hay átomos que están muy juntos causando una compresión, mientras que otros están separados causando tensión. De cualquier forma los limites de grano son áreas de alta energía y hace de esta región una mas favorable para la nucleación y el crecimiento de precipitados

Maclaz.

Una macla es un tipo especial de límite de grano en el cual los átomos de un lado del límite están localizados en una posición que es la imagen especular de los átomos del otro lado.

Borde de grano.

Borde de maclaz.

Importancia de los defectos.

Importancia de los defectos de superficie:

-En todos los casos provocan irregularidades en la red cristalina del material.

Importancia de los defectos puntuales:

-Se incrementa la resistencia mecánica del material.

Importancia de las dislocaciones (defectos lineales):

-Es un mecanismo para la deformación plástica de los metales, ya que el esfuerzo aplicado causa el movimiento de las dislocaciones.

Gracias…!