Defectos En Los Materiales

Las imperfecciones se encuentran dentro de la zona de ordenamiento de largo alcance (grano) y se clasifican de la siguiente manera:

Intrínsecos y extrínsecos:

Intrínsecos: naturales, propios del material y por lo tanto no cambian la composición del mismo, salto de los propios átomos.

Extrínsecos: impurezas, precipitados. Se crean cuando un átomo extraño se inserta dentro de la red.

Según su dimensión

Se distinguen 4 tipos de defectos:

Puntuales: Afectan a un punto de red, este defecto se da a nivel de las posiciones de átomos individuales perturbando únicamente a los vecinos más próximos:

Vacante: El defecto vacante es un átomo que se encuentra normalmente en la red cristalina y deja de estarlo, dejando así un espacio vacío, que a veces es ocupado por un electrón.

Átomo intersticial: El defecto intersticial es cuando un átomo extra se introduce en un lugar de la estructura cristalina donde no se encuentra normalmente. En otras palabras; son átomos cuya posición no está definida por un punto de red.

Átomo sustitucional: En este defecto se sustituye un átomo de la estructura cristalina por otro. Se debe tomar en cuenta que el radio del átomo no debe ser diferente de un 15% ya sea en mayor o menor proporción ya que podrían ocurrir perturbaciones en el material. Un átomo de mayor radio hará que los átomos vecinos sufran una compresión, y un átomo sustituido de menor radio hará que los átomos vecinos sufran una tensión.

Defecto Frenkel; Este defecto es una combinación entre el defecto de vacancia e intersticial, donde un átomo que se encuentra en un lugar normal de la estructura cristalina salta hacia un lugar intersticial dejando así una vacancia.

Defecto Schottky o de par iónico: Es un par de vacancias que se presentan en los cristales iónicos, donde se debe mantener un equilibrio en la estructura cristalina. Cuando se deja una vacancia de un anión, también debe dejarlo un catión para mantener un equilibrio en la red. Debe encontrarse la misma cantidad de aniones que de cationes.

Impurezas: Son sustancias dentro de un limitado volumen de líquido, gas o sólido, que difieren de la composición química de los materiales o compuestos.

IMPORTANCIA DE LOS DEFECTOS PUNTUALES: Los defectos puntuales alteran el arreglo perfecto de los átomos circundantes, distorsionando la red a lo largo de quizás cientos de espaciamientos atómicos, a partir del defecto. Una dislocación que se mueva a través de las cercanías generales de un defecto puntual encuentra una red en la cual los átomos no están en sus posiciones de equilibrio. Esta alteración requiere que se aplique un esfuerzo más alto para obligar a que la dislocación venza al defecto, incrementándose así la resistencia del material.

Defectos lineales: se extienden en una dirección, y afectan a una fila de puntos de red, se dan a nivel de varios átomos confinados generalmente a un plano. Estas dislocaciones se dan generalmente durante la solidificación o la deformación plástica de un material cristalino.

Dislocaciones: Las dislocaciones están formadas por los átomos originales de la materia (no por impurezas) Son defectos que dan lugar a una distorsión de la red centrada en torno a una línea. Hay dos tipos de dislocaciones, las de borde y las de tornillo. También puede darse una combinación de ambas, denominada dislocación mezcla.

De 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.

De borde o arista: Se puede ilustrar haciendo un corte parcial en un cristal perfecto abriendo el cristal y llenando en parte el corte con un plano adicional de átomos. La orilla inferior de este plano insertado representa la dislocación de borde. Al introducir la dislocación, los átomos que están arriba de la línea de dislocación están muy comprimidos entre sí, mientras que los de abajo están muy distendidos.

Mixtas: Tienen componentes de bordes y de tornillos con una región de transición entre ella. Ejemplo: Una forma de visualizarlo, es imaginar cómo se movería una onda en una alfombra si tratáramos de eliminarla aplanándola en lugar de levantar la alfombra.

IMPORTANCIA DE LAS DISLOCACIONES:

Aunque en algunos materiales cerámicos y polímeros puede ocurrir deslizamiento, el proceso de

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