Trabajo a realizar: Imperfecciones Cristalinas,

                                                                             [pic 1][pic 2]

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

       INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ[pic 3][pic 4][pic 5]

INGENIERÍA MECÁNICA

Materia: Ingeniería de Materiales Metálicos.

Trabajo a realizar: Imperfecciones Cristalinas,

Alumno: Francisco Enrique Torres Palacios.

Profesor:

Ing. José Billerman Robles Ocampo.

                              Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, a  06 de Marzo del 2017

INTRODUCCION.

En el siguiente trabajo se analizaran los conceptos básicos de “Imperfecciones Cristalinas” todo lo que engloba a este tema como los tipos de defectos enfocándose principalmente en los ”Lineales y Superficiales”, así mismo se explicara la manera en la que estos afectan las propiedades físicas, químicas y mecánicas de ciertos materiales.

También se analizara el concepto de “Difusión” y sus mecanismos y la importancia que tiene la misma en el estudio de los materiales.

Imperfecciones Cristalinas.

Se dice que los cristales se caracterizan porque sus átomos están situados en posiciones fijas, pero esto no es completamente cierto, ya que los átomos se mueven dentro de unos límites, de una posición a otra. Son muy pocas las veces en que los cristales son perfectos. Estos contienen varios tipos de defectos e imperfecciones que afectan a la mayoría de las propiedades tanto físicas como mecánicas, eléctricas, electrónicas, etc.

 Por otra parte, estos defectos tienen influencia sobre el comportamiento de los materiales desde el punto de vista de ingeniería, tales como: velocidad de difusión, conductividad en semiconductores, corrosión o comportamiento mecánico entre otros.

Se considera como imperfección cualquier desviación del modelo ideal de esferas rígidas que se ha considerado al estudiar las agrupaciones de los sólidos. Al ser un concepto geométrico vamos a tratar separadamente cada uno de los tipos de imperfecciones. Según su geometría y forma se clasifican en: Puntuales, Lineales, Superficiales y de Volumen

Tipos de Defectos.

Defectos Puntuales: Los defectos puntuales están localizados en posiciones atómicas de la red, las vacantes, impurezas, la falta o exceso de electrones, son defectos de éste tipo.

Defectos lineales: También conocidas como dislocaciones, son aquellos que se extienden a lo largo de una línea del cristal, esta línea no es necesariamente recta puede ser curva, cerrada o incluso en forma de lazo.

Bidimensionales: Los defectos bidimensionales o de superficie, son los formados en el proceso de formación del cristal por errores de apilamiento de los planos, por agrupación de defectos lineales, o sirven de límite entre zonas ordenada.

Defectos de volumen: Son defectos a gran escala de tipo macroscópico y representan una inhomogeneidad en la masa del sólido. Grietas, poros, inclusiones etc. son defectos de éste tipo.

Movimientos atómicos (Difusión).

El movimiento atómico a través de la materia es conocido como “difusión”. Los átomos se mueven de una manera predecible, tratando de eliminar las diferencias de concentración y de producir una composición homogénea y uniforme. En la producción de materiales sólidos, la difusión o movimiento de átomos es de valiosa importancia, muchas reacciones y procesos que son importantes en el tratamiento de materiales se basan en la transferencia de masa a nivel microscópico dentro del sólido a partir de un líquido, un gas u otra fase sólida.

Cuando se da la difusión en una solución sólida, el movimiento de los átomos disueltos se aleja de las regiones donde están más concentrados, dando como resultado una mejor homogenización. Así, cuando la difusión ocurre en metales puros, los átomos que cambian posiciones son del mismo tipo; a este proceso se le conoce con el nombre de “auto difusión”, pero cuando ocurre en aleaciones o mezclas de materiales, existe un arrastre o transporte de átomos de una región a otra.

Mecanismos de Difusión.

Existen dos mecanismos mediante los cuales se puede dar el movimiento de los átomos en el material, conocidos como “difusión por vacancias” y “difusión intersticial”.

La difusión por vacancias involucra el intercambio de un átomo a partir de una posición normal de la red hacia un sitio vacío adyacente o vacancia, permitiendo el movimiento de los átomos, pero para realizar el salto, el átomo debe vencer la fuerza de atracción de sus vecinos; esto constituye una barrera que se opone al movimiento.

Bajo este mecanismo, el átomo y la vacancia cambian posiciones entre si, la difusión de átomos en un sentido corresponde al movimiento de vacancias en el sentido opuesto.

La difusión intersticial por su parte, involucra átomos que migran de una posición intersticial hacia otra vecina que esté vacía con relativa gran facilidad. En este tipo de difusión el átomo toma posiciones entre los espacios intersticiales que dejan los átomos de la red original y van saltando de intersticio en intersticio hasta lograr una posición estable.

El fenómeno de la difusión es muy importante en el estudio de los materiales porque muchos son sometidos a tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades y durante este proceso siempre está presente la difusión atómica.

...