Defectos E Imperfecciones

DEFECTOS E IMPERFECCIONES

Introducción

En muchas aplicaciones es útil la presencia de defectos; sin embargo hay unas pocas en las que se trata de minimizar algunos defectos

Los defectos se pueden crear intencionalmente para obtener determinadas propiedades electrónicas, ópticas, mecánicas.

Objetivo General: Conocer los diferentes tipos de defectos e imperfecciones en sólidos sobre la microestructura de los materiales.

Defectos Puntuales

Son interrupciones en los arreglos de los atómicos o iónicos (de no ser así la estructura sería perfecta)

Un defecto puntual afecta toda la región donde interviene varios átomos o iones.

Se pueden crear debido al movimiento de los átomos o iones cuando aumenta la energía al calentarlos, al introducir por:

• impurezas presentes en la materia o

• por dopado (elementos o compuestos agregados en forma deliberada) en concentraciones controladas y lugares específicos.

Vacancia

Se produce cuando falta un átomo o un ion en su sitio normal de la estructura cristalina, es decir cuando hay una vacancia.

Al haber una vacancia aumenta el desorden normal o entropía del material, lo que aumenta la estabilidad termodinámica de un material cristalino

Las vacancias aparecen en los metales y aleaciones durante la solidificación o por radiación.

Las vacancias determinan la velocidad con que se pueden mover los átomos o iones; es decir difundirse en un material sólido (especialmente en metales puros)

Defectos intersticiales

Se forman cuando se inserta un átomo o ion adicional en la estructura cristalina en una posición normalmente desocupada.

La fig. 2 ilustra los átomos o iones intersticiales mucho menores que los átomos o iones de los puntos de red.

Defecto sustitucional

Un defecto sustitucional se refiere a cuando un átomo diferente de esta formación cristalina retira al átomo de su estructura original produciendo así un defecto sustitucional.

Pueden ser mayores o menores que los átomos o iones normales de estructura cristalina principal, en cuyo caso se reducen los espacios interatómicos vecinos, o pueden ser menores, lo cual causará que los átomos vecinos tengan distancias interatómicas mayores. Si el defecto sustitucional es mayor que los átomos normales la red se comprime, si es menor la red se expande (tensión). El número de defectos sustitucionales no depende de la temperatura.

Se pueden introducir en forma de impureza o deliberada.

Defecto Frenkel

Es una imperfección combinada Vacancia – Defecto intersticial. Ocurre cuando unión salta de un punto normal dentro de la red a un sitio intersticial dejando entonces una vacancia.

Defecto de Schottky

Es un par de vacancias en un material con enlaces iónicos. Para mantener la neutralidad, deben perderse de la red tanto un catión como un anión.

Dislocaciones

Las dislocaciones son defectos de la red cristalina de dimensión uno, es decir, que afectan a una fila de puntos de la red de Bravais.

Las dislocaciones están definidas por el vector de Burgers, el cual permite pasar de un punto de la red al obtenido tras aplicar la dislocación al mismo. Las dislocaciones suceden con mayor probabilidad en las direcciones compactas de un cristal y son sumamente importantes para explicar el comportamiento elástico de los metales, así como su maleabilidad, puesto que la deformación plástica puede ocurrir por desplazamiento de dislocaciones.

Se suelen introducir en el cristal durante la solidificación del material o cuando el material se deforma permanentemente. Se pueden identificar 3 clases de dislocaciones:

Dislocación de tornillo

Dislocación

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