CM Tema3 Defectes, Apuntes de Química

¡Descarga CM Tema3 Defectes y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity!

Dra. Mònica Martínez [email protected]

 Tipus de defectes

 Dissolucions sòlides

DEFECTES

de superfície

es classifiquen en s’anomenen Poden ser com

Enduriment per deformació

DEFECTES

de punt de línia

DEFECTES

responsables

Dissolucions sòlides!

Deformació plàstica!

Tipus de defectes

Fractura!

de volum

• porus
• fissures
• esquerdes
• dislocacions

lineals helicoïdals mixtes

• Límits de gra
• Límits de macla
• d’apilament

responsables

• vacants
• intersticials
• substitucional s
• de Frenkel
• de Schottky responsables

responsables

TEMA 3. Defectes en sòlids cristal·lins. 2n semestre Curs 2013 14 4

• Trobar el nombre de vacants en 1 m^3 de Cu a 1000°C.

Dades: Qv=0,9 eV/àtom MCu= 63,5 g/mol  (^) Cu= 8,9 g/cm^3 NA= 6,02 10 23 àtoms/mol k= 8,62 x 10-5^ eV/àtom K

Estimació de la concentració de vacants

N (^) D = 2,7 · 10 -4^ · 8,4 x 10 28 sites = 2,3x 10 25 vacants

=exp = 2,7 10-

Per 1m^3 , N =

N A

A Cu

 x x 1m 3 = 8.4 x 10 28 àtoms de Cu

Defectes de punt. VACANTS

N

ND^ -QD

k T

0,9eV/àtom

1273K

8,62 x 10 -5^ eV/àtom K

Defectes de punt. INTERTICIALS I SUBSTITUCIONALS

1.2- INTERSTICIALS

1.3- SUBSTITUCIONALS.

Un àtom "extra" es col·loca en un forat o interstici. Exemple: C en xarxa de Fe

Un àtom d’un element es col·loca en el lloc d’un altre

àtom d’un element diferent.

• La diferència entre els radis atòmics d’ambdós tipus d’àtoms ha de ser menor del 15%.
• Els dos elements = estructura cristal·lina Exemple: Cu + Ni

Dissolucions sòlides

ALIATGES: comportament similar

Ex.: aigua – alcohol:

- Dissolució completa en qualsevol proporció. - Una sola fase en estat líquid. - Solubilitat il·limitada.

Solució sòlida:

• Dissolució en estat sòlid.
• Sòlid que consta de dos o més elements dispersos atòmicament en una estructura de fase única.
• Proporció d’àtoms que es dissolen: pot arribar a ser un 100%.

Canvi de composició Diferents PROPIETATS

La composició es pot expressar en % en pes o en % atòmic

Regles d’Hume-Rotery:

1. Diferència de diàmetres atòmics ≤ 15% (diferències més grans creen

distorsions de la xarxa  provoquen l’aparició noves fases).

2. Han de tenir la mateixa estructura cristal·lina.

3. Han de presentar la mateixa valència y electronegativitats semblants per a

no reaccionar i formar compostos.

Cu-Be

Cu-Pb

Cu-Zn

Element

Radi atòmic (nm)

Estructura (20°C)

Solubilitat màx. en Cu (%) Cu 0,128 FCC - Be 0,113 HCP 16, Pb 0,175 FCC 0, Zn 0,137 HCP 38, Ni 0,125 FCC 100

Solubilitat i solucions sòlides

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learningused herein under license. ™ is a trademark

Cu líquid i Ni líquid

(solubilitat total)

Aliatge Cu-Ni (solubilitat total)

Solubilitat i solucions sòlides

Solubilitat i solucions sòlides

MgO i NiO: estructures cristal·lines, radis iònics i valències similars 

poden formar solucions sòlides

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learningunder license. ™ is a trademark used herein

Defectes de punt

Defectes de punt

V

V

VACANTS INTERSTICIALS SUBSTITUCIONALS

En sòlids iònics

Neutralitat elèctrica

De FRENKEL De SCHOTTKY

VA

VC

Defectes lineals. DISLOCACIONS

Alguns àtoms desalineats.

Quan es mouen causen el lliscament entre plans cristal·lins,

produint deformació permanent (plàstica).

2. Defectes lineals

2.1- DISLOCACIÓ LINEAL O D’ARESTA

Defecte lineal centrat al voltant de la línia definida per l’extrem del semipla d’àtoms extra.

La dislocació està representada pel símbol  o T segons si el semipla d’àtoms extra està situat en la part superior o en la part inferior del cristall.

Defectes superficials

3. Defectes superficials

3.1- SUPERFICIES EXTERNES

3.2- LÍMITS DE GRA

Representa el límit de l’estructura cristal·lina. Els àtoms de la superfície no estan units al màxim nombre d’àtoms veïns  estat energètic major.

heat flow Adapted from Fig. 4.10,^ Callister 6e.^ (Fig. 4.10 is from Metals Handbook , Vol. 9, 9th edition, Metallography and Microstructures , Am. Society for Metals, Metals Park, OH, 1985.)

Límit que separa dos petits grans o cristalls que tenen

diferents orientacions cristal·logràfiques en materials

policristal·lins.

Zona amb menor empaquetament. No tots els àtoms

estan units als àtoms veïns  estat energètic major

Zones més reactives.

Límits de gra

Grans

Límit de gra amb angle de desalineació petit

Límit de gra amb angle de desalineació gran

Defectes superficials

• Desorientació límit de gra

3.3- LÍMITS DE MACLA

Tipus especial de límit de gran a través del qual existeix una simetria de xarxa especular. El tipus de macla depèn de l’estructura.