IMPERFECCIONES CRISTALINASANGUIANO VEGA RODRIGO SAMUEL

DEFECTOS E IMPERFECCIONES CRISTALINASLOS CRISTALES CONTIENEN VARIOS TIPOS DE DEFECTOS E IMPERFECIONES, LAS CUALES AFECTAN SUS PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS .EN MUCHAS APLICACIONES NOS SON UTILES, MAS SIN EMBARGO, EN OTRAS SE TRATAN DE MINIMIZAR.LAS IMPERFECCIONES SE CLASIFICAN SEGÚN SU GEOMETRIA Y FORMA EN:• DEFECTOS PUNTUALES.• DEFECTOS LINEALES, LLAMADOS TAMBIEN

DISLOCACIONES.• DEFECTOS DE DOS DIMENSIONES.

DEFECTOS PUNTUALESLOS DEFECTOS PUNTUALES SON INTERRUPCIONES LOCALIZADASEN ARREGLOS ATOMICOS O IONICOS.ESTA ALTERACION AFECTA UNA REGION DONDE INTERVIENEN VARIOS ATOMOS O IONES EN UNA ESTRUCTURA CRISTALINA.SE PUEDEN INTRODUCIR POR ELLO MOVIMIENTO DE LOS ATOMOS O IONES AL AUMENTAR LA ENERGIA POR EL CALENTAMIENTO, POR EL PROCESAMIENTO, POR LA INTRODUCCION DE IMPUREZAS POR DOPADO.HAY SEIS TIPOS DE DEFECTOS PUNTUALES: VACANCIA, ATOMO INTERSTICIAL, ATOMO DE SUSTITUCION PEQUEÑO, ATOMO DE SUSTITUCION GRANDE, DEFECTO DE FRENKEL, Y DEFECTO DE SCOTTKY.

VACANCIA

ES UN HUECO CREADO POR LA PERDIDA DE UN ATOMO QUE SE ENCONTRABA EN ESA POSICION.• PUEDE PRODUCIRSE DURANTE LA

SOLIDIFICACION, POR PERTURBACIONES LOCALES DURANTE EL CRECIMIENTO DEL CRISTAL.

• PUEDE PRODUCIRSE POR REORDENAMIENTOS ATOMICOS EN EL CRISTAL YA FORMADO COMO CONSECUENCIA DE LA MOVILIDAD DE LOS ATOMOS.

EL NUMERO DE VACANTES EN EQUILIBRIO (Nv) PARA UNA CANTIDAD DADA DE UN MATERIAL, SE INCREMENTA CON LA TEMPERATURA DE ACUEDO A LA ECUACION:

DONDE:Nv: ES EL NUMERO DE VACANTES POR METRO CUBICO.N: ES EL NUMERO DE PUNTOS DE RED POR METRO CUBICO.Q: ES LA ENERGIA REQUERIDA PARA PRODUCIR UNA VACANCIA (J/ATOMO).T: ES LA TEMPERATURA EN GRADOS KELVIN (K°).K: ES LA CONSTANTE DE BOLTZMANN DE LOS GASES (1.38 x J/ATOMO K°)

LA VACANTES SON LAS IMPERFECCIONES MAS COMUNES EN LOS CRISTALES. SE DAN HASTA UNA POR CADA 10 000 ATOMOS. LAS VACANTES PUEDEN TRASLADARSE CAMBIANDO SU POSICION CON LOS VECINOS.

INTERSTICIAL

SE PRODUCE CUANDO, UN ATOMO EXTRA SE INSERTA DENTRO DE LA ESTRUCTURA DE LA RED EN UNA POCISION QUE NORMALMENTE NO ESTA OCUPADA, FORMANDO UN DEFECTO LLAMADO «DEFECTO INTERSTICIAL».

FRENKEL

ES UNA IMPERFECCION COMBINADA VACANCIA-DEFECTO INTERSTICIAL. OCURRE CUANDO UN ION SALTA DE UN PUNTO NORMAL DENTRO DE LA RED A UN SITIO INTERSTICIAL DEJANDO ENTONCES UNA VACANCIA.

SCHOTTKY

ES UN PAR DE VACANCIAS EN UN MATERIAL CON ENLACES IONICOS. PARA MANTENER LA NEUTRALIDAD, DEBEN PERDERSE DE LA RED TANTO UN CATION COMO UN ANION.

SUSTITUCIONAL

SUCEDE CUANDO UN ATOMO O ION ES SUSTITUIDO POR UN TIPO DISTINTO DE ATOMO O ION. ESTOS ATOMOS SUSTITUCIONALES OCUPAN EL SITIO MAYOR DE LA RED:CUANDO SON MAYORES SE REDUCEN LOS ESPACIOS INTERATOMICOS Y VICEVERSA CUANDO SON MENORES.

DEFECTOS LINEALES

LAS DISLOCACIONES SON IMPERFECCIONES LINEALES EN UN CRISTAL QUE DE ONA U OTRA FORMA SERIA PERFECTO. SE SUELEN INTRODUCIR EN EL CRISTAL DURANTE LA SOLIDIFICACION DEL MATERIAL O CUANDO EL MATERIAL SE DEFORMA PERMANENTEMENTE.AUNQUE EN TODOS LOS MATERIALES INCLUYENDO CERAMICOS Y POLIMEROS, HAY DISLOCACIONES; SE PUEDEN IDENTIFICAR TRES TIPOS DE DISLOCACIONES: DE TORNILLO, BORDE Y MIXTA.

DE TORNILLO (O CUÑA)

SE PUEDE ILUSTRAR HACIENDO UN CORTE PARCIAL EN UN CRISTAL PERFECTO TORCIENDO ESE CRISTAL UNA DISTANCIA ATOMICA. SI SE CONTINUARA LA ROTACION SE DESCRIBIRIA UNA TRAYECTORIA ESPIRAL. EL EJE O LINEA RESPECTO AL CUAL SE TRAZA LA TRYECTORIA, ES LA DISLOCACION D TORNILLO.

DE BORDE (O ARISTA)

SE PUEDE ILUSTRAR HACIENDO UN CORTE PARCIAL EN UN CRISTAL PERFECTO ABRIENDO EL CRISTAL Y LLENANDO EN PARTE EL CORTE CON UN PLANO ADICCIONAL DE ATOMOS. LA ORILLA INFERIOR DE ESTE PLANO INTERSETADO REPRESENTA LA DISLOCACION DE BORDE. EL VECTOR NECESARIO PARA CERRAR EL CIRCUITO ES EL VECTOR DE BURGERS. AL INTRODUCIR LA DISLOCACION, LOS ATOMOS QUE SE ENCUENTRAN ARRIBA DE LA LINEA DE DISLOCACION ESTAN MUY COMPRIMIDOS ENTRE SI, MIENTRAS QUE LOS DE ABAJOS SE ENCIENTRAN MUY DISTENDIDOS.

MIXTATIENEN COMPONENTES DE BORDES Y TORNILLOS CON UNA REGION DE TRANSICION ENTRE ELLAS. CUANDO SE APLICA UNA FUERZA CORTANTE EN DIRECCION DEL VECTOR DE BURGERS A UN CRISTAL QUE CONTENGA UNA DISLOCACION, ESTA SE PUEDE MOVER ROMPIENDO LOS ENLACES DE LOS ATOMOS EN UN PLANO.EL PLANO DE CORTES SE DESPLAZA UN POCO PARA ESTABLECER ENLACES CON EL PLANO PARCIAL DE ATOMOS ORIGINALES; EJEMPLO: OTRA FORMA DE VISUALIZARLO, ES IMAGINAR COMO SE MOVERIA UNA ONDA EN UNA ALFOMBRA SI TRATARAMOS DE ELIMINARLA APLANANDOLA EN LUGAR DE LEVANTAR LA ALFOMBRA.

DESLIZAMIENTO

ES EL PROCESO POR EL QUE SE MUEVE UNA DISLOCACION Y HACE QUE SE DEFORME UN MATERIAL METALICO. LA DIRECCION EN LA QUE SE MUEVE LA DISLOCACION ES LA DIRECCION DE DESLIZAMIENTO.DURANTE EL DESLIZAMIENTO, UNA DISLOCACION SE MUEVE DESDE UN CONJUNTO DE ENTORNOS HASTA OTRO CONJUNTO IDENTICO DE ENTORNOS.

LEY DE SCHMID

SE PUEDE USAR PARA COMPARAR LAS PROPIEDADES DE LOS METALES QUE TENGAN ESTRUCTURAS CRISTALINAS BCC, FCC Y HCP. COMO LOS DISTINTOS CRISTALES O GRANOS ESTAN ORIENTADOS EN DIRECCIONES ALEATORIAS, NO SE PUEDE APLICAR LA LEY DE SCHMID PARA PRONOSTICAR EL COMPORTAMIENTO MECANICO DE LOS MATERIALES POLICRISTALINOS.

DEFECTOS SUPERFICIALESSON IMPERFECCIONES DE LA ESTRUCTURA CRISTALINA UBICADAS EN UN AREA DEL MATERIAL. LOS PRINCIPALES DEFECTOS SON LA MISMA SUPERFICIE Y LAS FRONTERAS DE LOS GRANOS.LA SUPERFICIE DEL MATERIAL ES UN DEFECTO DE ESTRUCTURA PORQUE SE ROMPE CON LA SIMETRIA DE LOS ATOMOS ENTRELAZADOS, ESTOS ATOMOS TIENEN ENLACES QUIMICOS NO COMPLETOS, LO CUAL LOS HACE MAS REACTIVOS QUIMICAMENTE DEL RESTO DE LOS ATOMOS. SON LIMITES O LOS PLANOS QUE SEPARAN UN MATERIAL EN REGIONES, CADA REGION TIENE LA MISMA ESTRUCTURA CRISTALINA, PERO DIFERENTE ORIENTACION.

 LAS DIMENSIONES EXTERIORES DEL MATERIAL REPRESENTAN SUPERFICIES EN DONDE TERMINA EL CRISTAL EN FORMA SÚBITA. CADA ÁTOMO EN LA SUPERFICIE YA NO TIENE EL NÚMERO ADECUADO DE COORDINACIÓN Y SE INTERRUMPE EL ENLAZAMIENTO ATÓMICO. LA SUPERFICIE EXTERIOR TAMBIÉN PUEDE SER APERA, CONTENER MUESCAS DIMINUTAS Y SER MUCHO MÁS REACTIVA QUE EL INTERIOR DEL MATERIAL. EJEMPLO: LA OXIDACIÓN DE METALES, YA QUE ESTOS PRESENTAS ESTRUCTURAS POLICRISTALINOS LOS ÁTOMOS NO LLEGAN A COMPLETAR SUS ENLACES.

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA:• http://

es.slideshare.net/rc8/clase-5-defectos-e-imperfecciones-cristalinas-1

• http://es.slideshare.net/corpi46/defectos-o-imperfecciones-en-los-sistemas-cristalinos