Clasificación de Defectos Cristalinos en Ingeniería Aeronáutica y Materiales, Diapositivas de Probabilidad

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE HERMOSILLO

INGENIERÍA AERONÁUTICA

INGENIERÍA DE MATERIALES

INVESTIGACIÓN.

CLASIFICACIÓN DE DEFECTOS CRISTALINOS

INTRODUCCIÓN:

El propósito de este trabajo es recabar información que permita conocer y comprender la clasificación de los defectos cristalinos. Al momento de comenzar a estudiar las estructuras cristalinas, se puede pensar que un cristal perfecto, aunque en la naturaleza las estructuras cristalinas perfectas no existen. Los materiales requieren imperfecciones para mantener un equilibrio estructural, y resulta beneficioso para ciertas aplicaciones la manipulación de estas imperfecciones para conseguir ciertas propiedades deseadas en los materiales. Las imperfecciones juegan un papel fundamental en numerosas propiedades del material: mecánicas, ópticas, eléctricas, se encuentran dentro de la zona de ordenamiento de largo alcance (grano). Además, se introducen intencionalmente para beneficiar determinadas propiedades, por ejemplo: Carbono en Fe para mejorar dureza, Cu en Ag para mejorar propiedades mecánicas o dopantes en semiconductores.

esto es, longitud total de dislocaciones por unidad de volumen. Estas también influyen en las propiedades electrónicas y ópticas de los materiales.

¿Cómo se manifiestan los defectos?

o Gemas (ópticas, color) o Superconductividad (prop. eléctricas y magnéticas) o Centros de color (centros F) o Resistencia ante;

• Ataques químicos
• Tensiones eléctricas

¿Cómo se clasifican?

DEFECTOS PUNTUALES:

Son interrupciones localizadas en arreglos atómicos o iónicos. Esta alteración afecta una región donde intervienen varios átomos o iones en una estructura cristalina. Se puede introducir por ello movimiento de los átomos o iones al aumentar la energía por el calentamiento, por el procesamiento, por la introducción de impurezas o por dopado. Hay seis tipos de defectos puntuales: o Vacancia: Es cuando falta un átomo o ion en su sitio normal de la estructura cristalina, todos los materiales tienen defecto de vacancia. Se introducen a los metales y aleaciones durante la solidificación, a temperaturas elevadas o como son secuencia de daños por la radiación. Juegan un papel importante en la determinación de la rapidez con la que se pueden mover los átomos o iones. o Átomo intersticial: Se forma cuando se inserta un átomo o un ion adicional de un tipo distinto en la estructura cristalina, normalmente en una posición desocupada. Cuando los átomos

son mayores que los normales de la red, los átomos circundantes se comprimen; si son más pequeños, los átomos circundantes s quedan en tensión. En consecuencia, la región cristalina vecina esta comprimida y distorsionada. o Átomo de sustitución pequeño o Átomo de sustitución grande o Defecto de Frenkel: Un par vacancia-intersticial cuando un ion salta de un punto normal de red a un sitio intersticial, dejando atrás una vacancia. o Defecto de Scottky Las vacancias se presentan en un material con enlaces iónicos donde debe faltar un número estequiométrico de aniones y cationes en el cristal si se quiere conservar la neutralidad eléctrica. DEFECTOS LINEALES Las dislocaciones son imperfecciones lineales en un cristal que de otra manera seria perfecto. Se suelen introducir en el cristal durante la solidificación del material o cuando el material se deforma permanentemente. Aunque en todos los materiales incluyendo cerámicos y poliméricos, hay dislocaciones. Se pueden identificar tres clases de dislocaciones o Tornillo Se puede ilustrar haciendo un corte parcial en un cristal perfecto torciendo ese cristal una distancia atómica. Si se continuara la rotación se describiría una trayectoria espiral. El eje o línea respecto al cual se traza la trayectoria, es la dislocación de tornillo.

o Se puede usar para comparar las propiedades de los metales que tengan estructuras cristalinas BCC, FCC y HCP. Como los distintos cristales o granos están orientados en direcciones aleatorias, no se puede aplicar la ley de Schmid para pronosticar el comportamiento mecánico de los materiales policristalinos. DEFECTOS SUPERFICIALES Son imperfecciones de la estructura cristalina ubicadas en un área 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 simetría de los átomos entrelazados, estos átomos tienen enlaces químicos no completos, lo cual los hace más reactivos químicamente del resto de los átomos. Son límites o los planos que separan un material en regiones, cada región tiene la misma estructura cristalina, pero diferente orientación. Las dimensiones exteriores del material representan superficies en donde terminan el cristal.

CONCLUSIÓN

Concluyó que las importancias de estos defectos están muy presentes en la naturaleza y aunque en ocasiones no se aprecie a simple vista, están ahí cumpliendo una función beneficiando, modificando, etc. Además de conocer cómo se clasifican los defectos y el porqué de su orden. Estos defectos cristalinos dan las propiedades más interesantes de la materia, como la deformación plástica, la resistencia a la rotura, la conductividad eléctrica, el color, la difusión, entre otras. BIBLIOGRAFÍA: