MATERIA Y ENERGIA La qumica estudia la naturaleza de la materia, su composicin, propiedades, transformaciones que sufre y las leyes que gobiernan estos cambios. Es ms sencillo describir la materia por las propiedades comunes a todos los cuerpos materiales que definirla tericamente. La materia es todo cuanto existe en el universo, tiene masa y volumen. La masa es una mediad de la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Esta no vara con los factores externos, es decir, es una propiedad intrnseca de los cuerpos. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la accin del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su mdulo, direccin y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. EL ATOMO Las propiedades de un material y el comportamiento que ste tendr al ser sometido a diferentes tcnicas o procesos dependen bsicamente de su constitucin o estructura interna. La composicin o constitucin de la materia comprende las partculas elementales, tomos y molculas, as como la manera en que stos se unen (enlaces). El tomo es la unidad elemental bsica de la materia que puede experimentar un cambio qumico, y est constituido por las partculas elementales. La molcula es la mnima porcin que conserva todas las propiedades de un material. (Formada por uno o varios tomos). La suma del nmero de protones (nmero atmico Z) y el de neutrones que se encuentran en el ncleo define el llamado nmero msico (A). La carga elctrica negativa de la corteza neutraliza a aquella positiva del ncleo y se dice que el tomo es elctricamente neutro (nmero protones (+) = nmero de electrones (-)). La configuracin o distribucin de los electrones de la ltima capa los determinan las propiedades qumicas de los tomos. Los electrones de este nivel se llaman electrones de valencia y forman parte del enlace qumico. De esta forma, aquellos tomos que tienden a aceptar electrones en las reacciones qumicas se llaman electronegativos y tienen carcter no metlico. En cambio aquellos que tienden a ceder electrones en las reacciones qumicas se llaman electropositivos y tienen carcter metlico. TIPOS DE ENLACES ATOMICOS. Enlace inico: Las fuerzas de interaccin entre dos tomos son altas debido a la transferencia de electrn

de un tomo a otro. Este hecho produce iones que se mantienen unidos por fuerzas elctricas. Para que

exista tal enlace un tomo debe ser altamente electronegativo y el otro altamente electropositivo.

Enlace covalente: Las fuerzas de interaccin son relativamente altas. Este enlace se crea por la

comparticin de electrones. Las molculas orgnicas (a base de carbono) emplean este enlace.

Enlace metlico: El enlace metlico es caracterstico de los elementos metlicos. Es un enlace fuerte,

primario, que se forma entre elementos de la misma especie. Al estar los tomos tan cercanos unos de

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_del_campo_gravitatoriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vectorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_gravedad

otros, interaccionan sus ncleos junto con sus nubes electrnicas, empaquetndose en las tres

dimensiones, por lo que quedan los ncleos rodeados de tales nubes. Estos electrones libres son los

responsables de que los metales presenten una elevada conductividad elctrica y trmica, ya que estos se

pueden mover con facilidad si se ponen en contacto con una fuente elctrica.

ESTRUCTURA INTERNA DE LOS MATERIALES

Existen diferentes formas de clasificar a los materiales, muchas de ellas en funcin de las respectivas

propiedades y caractersticas. Una de las ms aceptadas los clasifica generalmente en cinco grupos. Los

materiales de cada uno de estos grupos poseen estructuras y propiedades distintivas.

Metales.

Cermicos.

Polmeros.

Semiconductores.

Materiales compuestos

Materiales metlicos: Tienen como caracterstica una buena conductividad elctrica y trmica, alta

resistencia mecnica, rigidez y ductilidad. Son particularmente tiles en aplicaciones estructurales. Las

aleaciones (combinaciones de metales y no metales) conceden alguna propiedad particularmente

deseable en mayor proporcin o permiten una mejor combinacin de propiedades.

Materiales cermicos: Tienen baja conductividad elctrica y trmica por lo cual son usados a menudo

como aislantes. Son resistentes y duros, aunque frgiles y quebradizos. Nuevas tcnicas de procesos

consiguen que los cermicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser

utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran la cermica roja

(ladrillo, tejas, etc.), el vidrio, la porcelana y los refractarios.

Materiales polimricos: Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de molculas orgnicas.

Tienen baja conductividad elctrica y trmica, reducida resistencia. Los polmeros termoplsticos, en los

que las cadenas moleculares no estn conectadas de manera rgida, tienen buena ductilidad y

confortabilidad; en cambio, los polmeros termoestables son ms resistentes, a pesar de que sus cadenas

moleculares fuertemente enlazadas los hacen ms frgiles. Tienen mltiples aplicaciones.

Materiales Semiconductores: Su conductividad elctrica puede controlarse para su uso en dispositivos

electrnicos. Son muy frgiles

Materiales compuestos: Como su nombre lo indica, son aquellos materiales que se forman por la unin

de dos materiales para conseguir la combinacin de propiedades que no es posible obtener en los

materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de

rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosin, dureza o

conductividad. Los materiales son compuestos cuando cumplen las siguientes caractersticas: Estn

formados de dos o ms componentes distinguibles fsicamente y separables mecnicamente. Presentan

varias fases qumicamente distintas, completamente insolubles entre s y separadas por una interfase. Sus

propiedades mecnicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia).

No pertenecen a los materiales compuestos, aquellos materiales polifsicos; como las aleaciones

metlicas, en las que mediante un tratamiento trmico se cambian la composicin de las fases presentes.

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmica

SLIDOS AMORFOS

Son todos aquellos slidos en los cuales sus partculas constituyentes presentan atracciones lo

suficientemente eficaces como para impedir que la sustancia fluya, resultando una estructura rgida y ms

o menos dura. No presentan una disposicin interna ordenada por lo tanto no tienen ningn patrn

determinado. Tambin se les denomina vidrios o lquidos sobre enfriados.

A temperaturas altas los amorfos se transforman en lquidos y sus partculas constituyentes tienen libertad

de movimiento, al disminuir lentamente la temperatura, la energa cintica de las partculas se va haciendo

tan baja que se puede producir un acomodamiento entre ellas; pero si el enfriamiento se produce

rpidamente y por debajo del punto de fusin (sobre enfriamiento), se origina, como resultado de las

menores vibraciones, una contraccin trmica que no permite el ordenamiento de las partculas

aumentando la viscosidad que ya no es posible apreciar flujo y la sustancia adquiere las caractersticas de

un slido: rigidez, dureza, forma y volumen definidos, etc. Como ejemplos cabe resaltar: el asfalto, ceras,

la brea, vidrio y la mayora de los polmeros.

Cuando un slido amorfo se quiebra produce caras y bordes irregulares y al fundirse lo hace en un rango

de temperaturas cambiando lentamente del estado slido al estado lquido.

SLIDOS CRISTALINOS Y REDES DE BRAVAIS

Los tomos (molculas o iones) que componen el slido se disponen segn un orden regular. Las partculas

se sitan ocupando los nudos o puntos singulares de una red espacial geomtrica tridimensional. As el

cristal se define como todo slido compuesto por tomos, iones o molculas ordenados de una

determinada manera que se repite tridimensionalmente y poseen la caracterstica de que al romperse

producen caras y planos definidos, al igual presentan puntos de fusin definidos. Como ejemplos podemos

destacar: el NaCl, la sacarosa, metales y aleaciones, y tambin algunos cermicos.

La importancia en la ingeniera de la estructura fsica de los materiales slidos depende primordialmente

de la disposicin de los tomos, iones o molculas que constituyen el slido y de las fuerzas de enlace

entre ellos. La disposicin ordenada de los tomos dentro de una red tridimensional es lo que se denomina

retculo espacial o estructura cristalina (abarca toda la red). Este retculo espacial se puede definir como

una repeticin en el espacio de celdas unitarias.

a) retculo espacial b) celda unitaria

La celda unitaria es la unidad que representa la estructura cristalina, la porcin ms simple de la estructura

cristalina que al repetirse mediante traslacin reproduce todo el cristal. Son paraleleppedos o prismas

con tres conjuntos de caras paralelas y est caracterizada por tres vectores (a, b, c) que representan las

dimensiones de las aristas de la celda unidad y los ngulos las intersecciones entre planos.

La mayora de las estructuras cristalinas Segn el tipo de enlace atmico, los cristales pueden ser de tres

tipos:

Cristales inicos: punto de fusin elevado, duros y muy frgiles, conductividad elctrica baja y presentan

cierta elasticidad. Ej: NaCl (sal comn).

Cristales covalentes: Gran dureza y elevada temperatura de fusin. Suelen ser transparentes quebradizos

y malos conductores de la electricidad. No sufren deformacin plstica (es decir, al intentar deformarlos

se fracturan). Ej: Diamante

Cristales metlicos: Opacos y buenos conductores trmicos y elctricos. No son tan duros como los

anteriores, aunque si maleables y dctiles. Hierro, estao, cobre.

ESTRUCTURAS CRISTALINAS DE LOS METALES El enlace atmico de este grupo de materiales es metlico y de naturaleza no direccional. Por consiguiente,

no hay restricciones en cuanto al nmero y posicin de tomos vecinos ms prximos; lo cual conduce,

para la mayora de los metales, a estructuras cristalinas con gran nmero de vecinos muy prximos y

densamente empaquetados.

Dependiendo del valor de las aristas independientes (a, b y c) y los ngulos interaxiales , se obtienen

nicamente 7 sistemas cristalinos.

Hay cuatro tipos bsicos de celdas unidad:

REDES DE BRAVAIS

En el siglo XIX, el fsico francs A. Bravais demostr que para evidenciar con claridad todas las simetras posibles de las redes tridimensionales, la posicin de los tomos en los vrtices de la celda unitaria de la red existen siete sistemas cristalinos y catorce retculos espaciales diferentes, denominados en su honor redes de Bravais. Estas celdillas se construyen a partir de los 7 poliedros anteriores, pero asocindoles una serie de puntos (nudos) que no slo estn situados en los vrtices, sino tambin en el centro del mismo, o en el centro de sus caras.

La siguiente tabla ilustra estas 14 celdillas y los sistemas a los que pertenecen. La repeticin en las tres

direcciones del espacio de estas celdillas que contienen nudos origina lo que se denomina red espacial o

de Bravais (lo que viene a ser algo as como el esqueleto imaginario del cristal).

El 90% de los metales cristalizan en los siguientes tipos de estructuras fundamentales: Redes cbicas centradas en el cuerpo (BCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de la celda. En este caso cristalizan el hierro y el cromo. Redes cbicas centradas en las caras (FCC): Los tomos, adems de ocupar los vrtices, ocupan el centro de cada cara de la celda. Cristalizan en este tipo de redes el oro, cobre, aluminio, plata, etc Redes hexagonales compactas (HCP): La celda unitaria es un prisma hexagonal con tomos en los vrtices y cuyas bases tiene un tomo en el centro. En el centro de la celda hay tres tomos ms. En este caso cristalizan metales como cinc, titanio y magnesio.

BCC FCC HCP

ESTRUCTURAS COMPACTAS

Existen dos estructuras compactas, la cbica y la hexagonal compacta. Si representamos las respectivas celdas unitarias no se observa ninguna similitud entre estas dos estructuras.

La celda unidad de la estructura hexagonal solo tiene dos tomos. Si ampliamos la representacin podemos ver capas de tomos apiladas. En la estructura hexagonal el apilamiento de capas compactas es fcil de observar. ESTRUCTURA CRISTALINA CUBICA CENTRADA EN LAS CARAS

La estructura cristalina exige que muchos metales tengan una celdilla unidad de geometra cubica, con los

tomos localizados en los vrtices del cubo y en los centros de todas las caras del cubo. Esla denominada

estructura cristalina cbica centrada en las caras (FCC).

ESTRUCTURA CRISTALINA CUBICA CENTRADA EN EL CUERPO

Otra estructura cristalina comn en los metales tambin es una celdilla unidad cubica que tiene tomos

localizados en los ocho vrtices y un tomo en el centro. Esta estructura cristalina se denomina cubica centrada

en el cuerpo (BCC).

ESTRUCTURA CRISTALINA HEXAGONAL COMPACTA (HC)

Celdilla hexagonal compacta es un conjunto de varias celdillas unidad. Las bases superior e inferior consisten en hexgonos regulares con sus tomos en los vrtices y una en el centro.

CALCULO DE LA DENSIDAD EN UNA ESTRUCTURA CRISTALINA

El conocimiento de una estructura cristalina de un slido metlico permite el clculo de su densidad mediante la siguiente relacin:

Donde:

FACTOR DE EMPAQUETAMIENTO

Es la fraccin de volumen en una celda unitaria que est ocupada por tomos. Este factor es adimensional y

siempre menor que la unidad. Para propsitos prcticos, el FEA de una celda unidad es determinado asumiendo

que los tomos son esferas rgidas.

POLIMORFISMO Y ALOTROPA

Algunos metales y no metales pueden tener ms de una estructura cristalina: un fenmeno conocido como

polimorfismo. Si este fenmeno ocurre en un slido elemental se denomina alotropa. La existencia de una

estructura cristalina depende de la presin y la temperatura exteriores. Un ejemplo familiar es el carbono: el

grafito es estable en condiciones ambientales, mientras que el diamante se forma en presiones extremadamente

elevadas. El hierro puro tiene estructura cristalina BCC a temperatura ambiental y cambia a FCC a 912C (1674C).

La transformacin polimrfica a menudo va acompaada de modificaciones de la densidad y de otras

propiedades fsicas.

SISTEMAS CRISTALINOS

Existen muchas estructuras cristalinas diferentes y es conveniente clasificarlas en grupos de acuerdo con las configuraciones de la celdilla unidad y/o la disposicin atmica.

Uno de estos esquemas se basa en la geometra de la celdilla unidad. Se establece un sistema x, y z de

coordenadas y cuyo origen coincide con un vrtice de la celdilla; los ejes x, y z coinciden con las aristas del

paraleleppedo que salen de este vrtice. La geometra de la celdilla unidad se define en funcin de seis

parmetros: la longitud de tres aristas a, b y c y los tres ngulos interaxiales , y . Estos ngulos se denominan

parmetros de red de una estructura cristalina.

DIRECCIONES CRISTALOGRFICAS Una direccin cristalogrfica se define por una lnea entre dos puntos o por un vector.

PLANOS CRISTALOGRAFICOS

La orientacin de los planos cristalogrficos de la estructura cristalina se representa de modo similar. Tambin

se utiliza un sistema de coordenadas de tres ejes y la celdilla unidad es fundamental. Los planos cristalogrficos

del sistema hexagonal se especifican mediante tres ndices de Miller (hkl). Dos planos paralelos son equivalentes

y tienen ndices idnticos. El procedimiento utilizado para la determinacin de los valores de los ndices es el

siguiente:

1. Si el plano pasa por el origen, se traza otro plano paralelo con una adelante traslacin dentro de la celdilla

unidad o se escoge un nuevo origen en el vrtice de otra celdilla unidad.

2. El plano cristalogrfico o bien corta, o bien es paralelo a cada uno de los tres ejes. La longitud de los

segmentos de los ejes se determina en funcin de los parmetros de red h, k y l.

3. Se escriben los nmeros recprocos de estos valores. Un plano paralelo a un eje se considera que lo corta

en el infinito y, por lo tanto, el ndice es cero.

4. Estos tres nmeros se multiplican o dividen por un factor comn.

5. Finalmente, se escriben juntos los ndices enteros dentro de un parntesis: (hkl). CRISTALES HEXAGONALES

Algunas direcciones cristalogrficas equivalentes de los cristales de simetra hexagonal no tiene el mismo

conjunto de ndices. Este problema se resuelve de forma ms complicada utilizando el sistema de coordenadas

de cuatro ejes, o de Miller-Bravais

ENSIDADES ATOMICAS LINEAL Y PLANAR

La densidad lineal corresponde a la fraccin de longitud de lnea, de una direccin cristalogrfica particular, que

pasa atravez de los centros de los tomos. Similarmente, la densidad planar es simplemente la fraccin del rea

del plano cristalogrfico ocupada por tomos (representados como crculos); el plano debe pasar a travs del

centro del tomo para que este se pueda incluir. TIPOS DE HUECOS

OCTAEDRICOS: # coord. 6 hueco situado en el centro de un octaedro regular. N = 2n.

TETRAEDRICOS: # coord. 4 hueco situado en el centro de un tetraedro regular. N = n.

PROPIEDADES JUSTIFICADAS POR LA ESTRUCTURA CRISTALINA Algunas propiedades de los metales y cermicas pueden predecirse o justificarse mediante la estructura cristalina perfecta, tal como las que se especifican a continuacin: Densidad, mdulo de elasticidad, punto de fusin, dilatacin y conductividad trmica, calor especfico, conductividad elctrica, propiedades magnticas. Sin embargo, otras propiedades no pueden ser justificadas por la estructura cristalina, porque dependen de las desviaciones que los cristales reales presentan con respecto al cristal ideal perfecto, entre stas se encuentran: plasticidad, lmite elstico, carga de rotura, resistencia a la fluencia, resistencia a la fatiga, etc. DEFECTOS EN LAS ESTRUCTURAS CRISTALINAS La estructura cristalina es un concepto terico que permite comprender cmo estn formados los materiales. A partir del concepto de estructura cristalina es posible explicar muchas de las propiedades que exhiben los materiales, sean stos cristalinos o amorfos. El plantear que un material clasificado como cristalino posee estructura cristalina es una idealizacin que no siempre se cumple en los materiales reales. La forma como estn colocados los tomos en un material real normalmente difiere de la posicin ideal que se espera a partir de la estructura cristalina. Esas diferencias pueden explicarse planteando que el modelo de arreglo atmico puede poseer defectos. Para propsitos de estudio, los defectos se clasifican de la siguiente manera: DEFECTOS PUNTUALES. Se dan a nivel de las posiciones de los tomos individuales. Los principales defectos puntuales son los siguientes: Vacancias. Son puntos de red vacos en la estructura del material. Estos lugares deberan idealmente estar ocupados por tomos, sin embargo se encuentran vacos. tomos sustitucionales. En teora un material puro est formado exclusivamente por el mismo tipo de tomos. Los materiales reales no son 100% puros sino que poseen impurezas, las cuales se definen como tomos diferentes a los tomos del material original. Cuando uno de esos tomos diferentes sustituye a un tomo original ocupando su punto de red, recibe el nombre de tomo sustitucional. tomos intersticiales. Son tomos que ocupan lugares que no estn definidos en la estructura cristalina. En otras palabras, son tomos cuya posicin no est definida por un punto de red. Normalmente estos tomos se colocan en los intersticios que se forman entre los tomos originales, por lo que se les llama tomos intersticiales.

tomo intersticial

Estructura perfecta Vacancia

Atomo

sustitucional

DEFECTOS LINEALES.

Se dan a nivel de varios tomos confinados generalmente a un plano. Los defectos lineales ms importantes en

los materiales son las dislocaciones. Las dislocaciones se generan durante la solidificacin o la deformacin

plstica de los materiales cristalinos, y consisten en planos extra de tomos insertados en la estructura

cristalina.

Estructura perfecta Estructura con dislocacin

Las dislocaciones estn formadas por los tomos originales del material (no por impurezas). Debido a que el

plano de tomos est insertado en la estructura en lugares no definidos por la misma, las dislocaciones causan

la deformacin del material cercano a ellas. Los tomos en la estructura perfecta se encuentran a una distancia

fija de equilibrio entre s. La presencia de las dislocaciones (y tambin de los defectos puntuales) altera esta

distancia de equilibrio tal como se ilustra a continuacin:

En esta zona los tomos adyacentes se

encuentran apretados entre s. Se dice que estn

en compresin

En esta zona los tomos adyacentes estn ms

alejados de lo normal. Se dice que estn en

tensin Las dislocaciones tienen dos caractersticas importantes: Tienen la capacidad de moverse o desplazarse en el interior del material. Cuando una dislocacin se desplaza, se divide aumentando el nmero de dislocaciones presentes en el

material. Cuando se aplica una fuerza sobre la dislocacin, sta se desplaza sobre un plano especfico y en determinadas direcciones. Al plano se le llama plano de deslizamiento y a la direccin se le llama direccin de deslizamiento. A la combinacin de un plano de deslizamiento con una direccin de deslizamiento se le llama sistema de deslizamiento.La fuerza aplicada directamente sobre la dislocacin es una componente de alguna fuerza externa aplicada sobre el material.

Las dislocaciones se desplazan cuando se aplican fuerzas sobre ellas. La fuerza aplicada y el desplazamiento

resultante de la dislocacin requieren de un trabajo. Para que la dislocacin pueda realizar el trabajo para

desplazarse, se requiere de energa.

La Termodinmica establece que la dislocacin se mover en aquellos sistemas de deslizamiento en donde se

requiera del menor consumo de energa para su desplazamiento, o en otras palabras, en donde se realice el

menor trabajo. Si se profundizara ms en el estudio de la estructura cristalina, sera posible calcular aquellos

planos y direcciones donde el trabajo de desplazamiento es menor. Ese clculo est ms all de los objetivos del

presente curso, sin embargo al realizar los clculos adecuados, se ha descubierto lo siguiente:

La estructura cristalina Cbica Centrada en la Cara (FCC) posee 12 sistemas geomtricos de deslizamiento.

La estructura cristalina Cbica Centrada en el Cuerpo (BCC) tambin posee 12 sistemas geomtricos de

deslizamiento. Sin embargo experimentalmente se ha comprobado que poseen otros sistemas de deslizamiento

que se activan dependiendo de la temperatura del material. En total, esta estructura puede poseer alrededor de

48 sistemas de deslizamiento.

La estructura cristalina Hexagonal Compacta (HCP) posee 3 sistemas de deslizamiento. Tambin posee otros

sistemas que dependen de la temperatura del material.

Los metales pueden sufrir deformacin elstica y deformacin plstica. La deformacin elstica es aquella

deformacin que desaparece cuando se retira la fuerza que la causa. Esta deformacin es similar a la de un

resorte, el cual se estira (o comprime) mientras se aplica la fuerza, pero al retirarse sta, el resorte regresa a su

longitud original. La deformacin plstica es aquella que una vez se hace en el material, no desaparece an

cuando se retire la fuerza que la caus. La deformacin plstica permite cambiar la forma geomtrica de una

pieza de manera permanente.

Las dislocaciones juegan un papel muy importante en la deformacin plstica de los metales. Precisamente la

deformacin plstica se da porque la dislocacin es capaz de moverse en el interior del material, causando la

reubicacin de los tomos que forman la estructura cristalina. La facilidad o dificultad para deformar

plsticamente a un material depende entonces de la facilidad o dificultad de hacer que las dislocaciones

comiencen a moverse y se mantengan en movimiento. Entre ms difcil sea mover a las dislocaciones del

material, ms difcil ser (porque se requiere de ms fuerza) deformar plsticamente al material.

La facilidad para hacer que las dislocaciones se muevan depende de muchos factores, uno de los cuales es el

nmero de sistemas de deslizamiento que posea la estructura cristalina. A mayor nmero de sistemas de

deslizamiento, es ms fcil para las dislocaciones iniciar y mantener su desplazamiento, y por tanto el material

es ms fcil de deformar (o si se quiere, el material ofrece menor resistencia a ser deformado).

Si por alguna razn las dislocaciones no pueden moverse en la estructura del material, entonces ste slo puede

deformarse plsticamente muy poco. La cantidad de deformacin plstica que puede sufrir un material se mide

con la propiedad llamada ductilidad. Un material que slo puede deformarse plsticamente pequeas cantidades

es poco dctil. Un material que puede tener grandes cantidades de deformacin plstica es ms dctil.

Los materiales cermicos estn formados principalmente por tomos con enlaces inicos. La neutralidad de

cargas elctricas que exige este tipo de enlace hace sumamente difcil que en estos materiales pueda haber

desplazamiento de dislocaciones, ya que al moverse stas alteraran la neutralidad elctrica que debe tener el

material. Por esa razn en las cermicas las dislocaciones no pueden moverse, y por eso estos materiales no

poseen ductilidad, lo que significa que no pueden tener deformaciones plsticas significativas cuando se les

aplica una fuerza.

En los metales, el enlace qumico es de tal forma que la neutralidad elctrica en el material no es afectada por el

movimiento de los tomos en su interior. Las dislocaciones no tienen impedimento para desplazarse y por esa

razn los metales son materiales dctiles. Si alterramos la estructura del metal y hacemos que el

desplazamiento de las dislocaciones sea difcil, entonces el metal se volvera tan frgil como una cermica (la

fragilidad es la propiedad opuesta a la ductilidad).

En los metales, a medida las dislocaciones se van desplazando para generar la deformacin plstica, tambin se

van multiplicando, aumentando su nmero en la estructura del material. Debido a que las dislocaciones causan

deformaciones locales en tensin y compresin en la zona que las rodea, se comportan como si fueran cargas

elctricas del mismo signo: cuando se intenta acercar a dos dislocaciones entre s, ests se resisten a acercarse.

En un metal con pocas dislocaciones, la resistencia al movimiento de las dislocaciones a causa de su cercana no

afecta la facilidad con que stas se desplazan. Sin embargo, a medida se van desplazando, se van generando ms

dislocaciones, hasta que llega un momento en donde son tantas que se estorban unas con otras y la resistencia

adicional que se genera para hacerlas que se desplacen se vuelve importante. Esto se traduce en que en un metal

deformado plsticamente, la resistencia que se debe vencer para seguir deformndolo es mayor que la

resistencia que el metal ofreca cuando no tena deformacin previa. A este fenmeno se le llama

endurecimiento por deformacin plstica, y es caracterstico de los metales: cuando un metal se deforma

plsticamente, la resistencia que le metal ofrece a seguir siendo deformado aumenta.

VECTOR DE BURGERS

En fsica del estado slido el vector de Burgers se define como aquel vector de la red necesario para cerrar un

circuito de Burgers que encierra una lnea de dislocacin. Suponiendo que se traza un camino en una red atmica

cristalina que recorra el mismo nmero de tomos en una direccin. En caso de que el cristal sea perfecto

entonces el camino se cerrara por si mismo. En cambio, si el camino encierra en su interior una lnea de

dislocacin, ser necesario incluir un vector adicional para poder cerrarlo. Este vector es el vector de Burgers. DISLOCACION DE CUA

Formada por un plano extra de tomos en el cristal, su vector de Burgers es perpendicular al plano que contiene

la dislocacin y paralelo al plano de deslizamiento. Existe una interaccin fuerte entre dislocaciones de arista de

tal manera que se pueden llegar a aniquilar.

DISLOCACION HELICOIDAL

Se llama as debido a la superficie espiral formada por los planos atmicos alrededor de la lnea de dislocacin y

se forman al aplicar un esfuerzo cizallante. La parte superior de la regin frontal del cristal desliza una unidad

atmica a la derecha respecto a la parte inferior. En este caso, el vector de Burgers es paralelo al plano que

contiene la dislocacin y perpendicular al plano de deslizamiento.

LA REGION QUE UNE ESTOS DOS PUNTOS MEDIANTE UNA CURVA, SE DENOMINA DISLOCACION MIXTA.

DEFECTOS INTERFACIALES O DE SUPERFICIE: normalmente se separan regiones del material que

tienen diferentes estructuras cristalinas y orientacin cristalogrfica. Incluyen superficies externas,

lmites de grano lmites de macla defectos e apilamiento y lmites de fase.

DEFECTOS DE VOLUMEN Formacin de poros, grietas e inclusiones.

En todos los materiales solidos existen otros defectos mayores que los descritos son os poros, grietas, inclusiones extraas y otras fases normalmente se introducen durante las etapas de fabricacin.