DEFECTOS LINEALES O DISLOCACIONES

DEFECTOS LINEALES O DISLOCACIONES

Los defectos lineales, que son unidimensionales, se denominan también dislocaciones y dan lugar a una distorsión en la red centrada alrededor de una línea imaginaria. Se puede entender una dislocación como la línea frontera que une en el interior de un cristal los puntos atómicos con posición anormal. En ocasiones también se define como el límite entre dos regiones una de las cuales se ha desplazado con respecto a la otra. Estos defectos dan en metales, casi nunca en materiales iónicos y pueden generarse durante los procesos de solidificación del sólido cristalino, como consecuencia de una deformación plástica o permanente del cristal, por condensación de vacantes y por desajustes atómicos en disoluciones sólidas.

El defecto lineal suele designarse por una “T invertida” (┴), que representa el borde de un semiplano extra de átomos. Esta configuración conduce por sí misma a una designación cuantitativa sencilla, el vector de Burgers, b. Este parámetro es simplemente el vector desplazamiento necesario para cerrar un circuito realizado por paso a paso alrededor del defecto. En el cristal perfecto, un circuito con m×n pasos atómicos se cierra en el punto inicial. En la zona de la dislocación, el mismo circuito no se cierra. El vector de cierre (b) representa la magnitud del defecto estructural. Esto lo podemos ver en la siguiente figura:

Figura 1.Definición del vector burgers, b, en: (a) una estructura cristalina perfecta donde el circuito de vectores se cierra en el punto de partida; (b) en una estructura cristalina con una dislocación de borde donde en la zona de dislocación ese mismo circuito no cierra y es necesario un vector adicional, b; dicho vector representa la magnitud de la dislocación y se observa que es perpendicular a la línea de dislocación, t; (c) en una estructura cristalina con una dislocación de tornillo o helicoidal ; de nuevo en la zona de la dislocación el circuito de vectores no cierra y es necesario el vector de burgers, que de nuevo representa la magnitud de la dislocación; se observa que el vector burgers es perpendicular a la línea de dislocación, t.

Se distinguen dos tipos: mixtas y puras (donde se incluyen las dislocaciones de cuña o borde y las de tornillo o helicoidales):

• Puras

1. Dislocación de cuña, borde o arista.

Es un defecto lineal centrado alrededor de la línea definida por el extremo del semiplano de átomos extra (Figura 2). Se representa por el símbolo ┴, o “te invertida”, haciendo referencia al borde del semiplano extra. En esta posición se dice que la dislocación de cuña es en sentido positivo o lo que es los mismo, el plano extra se ha insertado en la parte superior del plano de corte. Para representar la situación opuesta, se emplea el símbolo T (dislocación de cuña negativa).

La dislocación de cuña genera una zona de esfuerzos de compresión donde se encuentra el semiplano extra de planos y una región de esfuerzos de tracción debajo de este semiplano.

En la dislocación de cuña, el vector de Burgers el perpendicular a la línea de dislocación.

Figura 2

2. Dislocación helicoidal o de tornillo.

Se puede formar en estructuras cristalinas perfectas por la acción de un esfuerzo cortante o de cizalladura (tangencial) sobre una de las caras hasta el deslizamiento parcial por un plano cortante (Figura 3). Ahora el reordenamiento atómico que se produce alrededor de la línea de dislocación da lugar a una forma de tornillo o hélice, de ahí el nombre que recibe esta dislocación. La red cristalina pasa de ser un conjunto ordenado de planos, a presentar superficies helicoidales cuyo eje vertical es la dislocación (apilamiento helicoidal de planos cristalinos en torno a la dislocación de tornillo).

Se representa por el símbolo ⊗ cuando entra en el plano del papel, considerándose en este caso positiva. En caso contrario se denota por el símbolo סּ

Aquí el vector de Burgers o de desplazamiento es paralelo a la línea de dislocación.

Figura 3

• Mixtas

Los dos tipos de

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