CAPITULO V

CAPITULO VDEFECTOS O IMPERFECCIONES CRISTALINASGENERALIDADES.

No hay cristales perfectos debido a que hay imperfecciones cristalinas, que afectan a muchas de las propiedades fsicas y mecnicas importantes de los metales y sus aleaciones; entre ellas, desde el punto de vista de ingeniera tenemos: capacidad de deformacin en fro, conductividad elctrica, resistencia mecnica, corrosin, velocidad de difusin, etc.

2. CLASES DE DEFECTOS O IMPERFECCIONES ESTRUCTURALES.

Estn clasificados de acuerdo a su geometra y forma, estos son:

Defectos puntuales, de dimensin cero.Defectos de lnea o de una dimensin (dislocacin).Defectos de dos dimensiones, que incluyen superficies externas y bordes de grano interno.2.1. DEFECTOS PUNTUALES O CERO DIMENSIONALESEntre las cuales tenemos :

VACANTES.

INTERSTICIALES.

IMPUREZAS O INCLUSIONES.

A. VACANTES.

Son agujeros dejados por la prdida de tomos que se encontraban en una posicin reticular, estas se pueden producir durante el proceso de solidificacin, por perturbaciones locales en la red, durante el crecimiento del grano, o por reordenamiento atmico en el cristal, debido a la movilidad de los tomos. En los metales la concentracin de huecos en equilibrio, raramente excede de 1 entre 10000.

Fig. 5.1. DEFECTOS PUNTUALES EN LA RED CRISTALINA.B. INTERSTICIALES.Este defecto se produce, cuando un tomo de la red ocupa un lugar intersticial, entre los tomos que lo rodean, en sitios atmicos normales. Estos se pueden producir en la estructura cristalina por irradiacin con partculas energticas.

C. IMPUREZAS.Constituidas por tomos extraos a la red cristalina, los que pueden tener un dimetro mayor o menor que los de la red. Estos estn presentes, desde el inicio del proceso de los materiales y se pueden ubicar en posiciones reticulares o intersticiales.

Fig. 5.2. DEFECTOS PUNTUALES EN LA RED CRISTALINA.D. DEFECTO SCHOTTKY.En cristales inicos, los defectos puntuales son ms complejos, debido a la necesidad de mantener la neutralidad elctrica de los mismos, cuando dos iones de cargas opuestas se pierden en un cristal inico, se producen huecos anin - catin; produciendo defectos Schottky.E. DEFECTO FRENKEL.En cristales inicos, cuando un catin se mueve a una posicin intersticial, se produce una vacante en la posicin del ion, a esta dualidad de vacante - defecto intersticial, se le llama defecto Frenkel. La presencia de estos defectos, en un material inico incrementa su conductividad elctrica.

Fig. 5.3. DEFECTOS PUNTUALES EN LA RED CRISTALINA DE MATERIALES IONICOS.Las vacantes adicionales, en un material tambin puede producirse por:Por enfriamiento rpido desde altas temperaturas a bajas temperaturas.Por deformacin plstica del metal.Por bombardeo con partculas energticas.En los compuestos qumicos, como una respuesta a las impurezas qumicas y a las composiciones no estequiomtricas. Las vacantes no equilibradas, tienen tendencia a unirse formando clsteres, las cuales pueden cambiar de posicin con sus vecinas; este proceso es importante en la difusin de tomos en estado slido, sobre todo a altas temperaturas donde la movilidad de tomos es mayor.2.2. DEFECTOS LINEALES DISLOCACIONES O DE UNA DIMENSIONSon defectos en los slidos cristalinos que distorsionan la red alrededor de una lnea, estos se crean por: Por una deformacin plstica permanente. Por condensacin de vacantes. Por desajustes atmicos en disoluciones slidas. Durante la solidificacin.Estos pueden ser : De borde o de Taylor. De tornillo o alabeo.

A. DISLOCACION DE BORDE.

Se generan por la insercin o ausencia de un semiplano de tomos, en la red cristalina; producido por esfuerzos de compresin o traccin, provocando una distorsin local en la red, a este tipo de dislocacin tambin se le llama dislocacin de Taylor y su representacin es una "" invertida para dislocacin positiva y "T" en posicin normal para una dislocacin negativa, dependiendo del plano de referencia considerado para el anlisis.

Fig. 5.4. DEFECTOS LINEAL DE BORDE O DE TAYLOR EN LA RED CRISTALINA La distancia del desplazamiento de los tomos alrededor de una dislocacin se denomina deslizamiento o vector "b" de Burgers y para una dislocacin de borde este vector de cierre es perpendicular a la dislocacin y su magnitud estar dada por la diferencia de segmentos entre los centros de los tomos para el rea considerada o circuito de Burgers.

Fig. 5.5. CIRCUITO DE BURGERSB. DISLOCACION DE TORNILLO O ALABEO.

Las dislocaciones de tornillo se pueden formar en una red cristalina, mediante la aplicacin de esfuerzos cortantes o de cizallamiento, hacia arriba y hacia abajo; estos esfuerzos introducen una zona de distorsin en la red cristalina en forma de rampa espiral o de tornillo; en este tipo de dislocacin el vector de Burgers o vector de cierre es paralelo a la lnea de accin de la fuerza.NOTA: Las dislocaciones son defectos en desequilibrio y almacenan energa en la regin distorsionada de la red cristalina, alrededor de la dislocacin.