Configuraciones Estructurales

CONFIGURACIONES ESTRUCTURALES

A través del transcurso del tiempo el hombre ha tenido la necesidad de encontrar las aplicaciones de los distintos tipos de materiales metálicos, así como en los aspectos en que se pueden dar cierta utilidad. Para lo cual se han desarrollado estudios acerca de la conformación y estructura de los metales sólidos; donde han dado como resultado la observación de las estructuras cristalinas, llamadas también como “redes cristalinas” que componen a los materiales metálicos.

1.1 IMPERFECCIONES CRISTALINAS.

El arreglo de las estructuras cristalinas de los materiales metálicos no es perfecto. Esto puede ser observado con ayuda de un microscopio electrónico, donde nos daremos cuenta de pequeñas impurezas en las estructuras de composición, por consecuencia de que los metales tengan diferentes propiedades así como diferentes aplicaciones en la ingeniería como la conductividad eléctrica, capacidad de formar aleaciones en frío y la corrosión.

Las imperfecciones a su vez se clasifican de acuerdo a su geometría y forma en:

* Defectos Puntuales (o de dimensión cero).

* Defectos Lineales (o de una dimensión) llamados también dislocaciones.

* Defectos Superficiales o de dos dimensiones.

DEFECTOS PUNTUALES.

VACANTE. Considerado el defecto puntual más simple. Es un hueco creado por la pérdida de un átomo que se encontraba en esa posición. Se produce durante la solidificación por perturbaciones locales durante el crecimiento de los cristales. También puede producirse porreordenamientos atómicos en el cristal ya formado como consecuencia de la movilidad de los átomos.

Las vacancias de NO equilibrio tienen tendencia a agruparse formando “clusters”, que forman divacantes o trivacantes.

Las vacantes pueden trasladarse cambiando su posición con sus vecinos. Este proceso es importante en la migración o difusión de los átomos en el estado sólido, sobre todo a altas temperaturas donde la movilidad de los átomos es mayor.

VACANTE.

DEFECTO INTERSTICIAL. Algunas veces, un átomo extra se inserta dentro de la estructura de la red en una posición que normalmente no está ocupada formando un defecto llamado “Defecto intersticial”.

Generalmente este tipo de defecto introduce relativamente grandes distorsiones en los alrededores puesto que normalmente el átomo es sustancialmente más grande que la posición intersticial en la que se sitúa. Consecuentemente la formación de este defecto no es muy probable. Se pueden introducir en una estructura por radiación.

DEFECTO INTERSTICIAL.

IMPUREZAS EN SÓLIDOS. Este defecto se introduce cuando un átomo es reemplazado por un átomo diferente. El átomo sustituyente puede ser más grande que el átomo original y en ese caso los átomos alrededor están a compresión o puede ser más pequeño que el átomo original y en este caso los átomos circundantes estarán a tensión. Este defecto puede presentarse como una impureza o como una adición deliberada en una aleación.

IMPUREZAS O REEMPLAZAMIENTOS.

1.2 DEFECTOS LINEALES.

DEFECTOS DE LINEA (DISLOCACIONES).

Son defectos que dan lugar a una distorsión de la red centrada en torno a una línea. Se crean durante la solidificación de los sólidos cristalinos o por deformación plástica, por condensación de vacantes. Hay dos tipos de dislocaciones, las de cuña y las helicoidales. También puede darse una combinación de ambas, denominada dislocación mezcla.

DEFECTO LINEAL DE CUÑA. Se crea por inserción de un semiplano adicional de átomos dentro de la red. Los átomos a lado y lado del semiplano insertado se encuentran distorsionados. Los átomos por encima de la línea de dislocación, que se encuentra perpendicular al plano de la página, en el punto donde termina el semiplano insertado, se encuentran comprimidos y los que están por debajo se encuentran apartados. Esto se refleja en la leve curvatura de los planos verticales de los átomos más cercanos del extra semiplano. La magnitud de esta distorsión decrece con la distancia al semiplano insertado.

DISLOCACIÓN DE CUÑA.

La distancia de desplazamiento de los átomos en torno a una dislocación se llama DESLIZAMIENTO o vector de Burgers y es perpendicular a la línea de dislocación de cuña.

DEFECTO LINEAL HELICOIDAL. Esta dislocación se forma cuando se aplica un esfuerzo de cizalladura en un cristal perfecto que ha sido separado por un plano cortante.

DISLOCACIÓN HELICOIDAL.

DISLOCACIONES MIXTAS

Con frecuencia los cristales exhiben mezcla de las dislocaciones anteriores. Su vector de Burgers no es ni perpendicular ni paralelo a la línea de dislocación, pero mantiene una orientación fija en el espacio. La estructura atómica local en torno a la dislocación mixta es difícil de visualizar, pero el vector de Burgers proporciona una descripción conveniente y sencilla.

DEFECTOS SUPERFICIALES.

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