Imperfecciones en cristales

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En los defectos de tornillo se hace un corte a una distancia atómica y después se empieza a torcer con un vector llamado vector de Burgers el cual se mantiene paralelo a la dislocación del tornillo las distancias interatómicas su recorren a una dirección igual tanto arriba como abajo se tienen la misma distancia al hacer la rotación se tiene una trayectoria espiral. En la dislocación de borde, se hace igualmente que en el de tornillo un corte pero ente caso se agrega un plano de átomos en la ranura lo que hace que como lo dice su nombre en sus aristas se encuentra una distorsión teniendo una dirección al mismo sentido de las manecillas el vector de Burgers se tiene perpendicular a la dislocación. En la dislocación mista se trata de una defecto donde se tiene una de tornillo y también el de borde en la misma estructura se tiene un vector de desplazamiento en donde se hace el corte y se agrega el plano de átomos y entonces se hace la torsión.

Lo que hace que se tenga una dislocación y se deforme el material en este tipo de defecto es el desplazamiento, se aplica una fuerza en el material lo cual hace que se mueva y se deforme, la dislocación se mueve en dirección del desplazamiento el cual se hace debido al vector de Burgers. Se aplica un esfuerzo cortante lo cual los átomos se desplazan y hacen que se muevan el vector hacia la dirección de desplazamiento donde finalmente el cristal queda deformado.

Es importante las dislocaciones en los metales y aleaciones se mueven en desplazamientos en planos y en direcciones, se aplica una fuerza al material que hace que se mueva y se deforme plásticamente lo cual es un cambio reversible cuando se retira la fuerza que lo causo, en cambio la deformación elástica si es solo un cambio temporal. En general el desplazamiento es muy importante para comprender el mecanismo de los metales.

Los deslizamientos afectan a las propiedades de los materiales como en los metales de estructuras FCC se tiene un bajo esfuerzo cortante critico resuelto pero una gran cantidad de planos de desplazamiento lo que los hace más dúctiles, en los BCC es lo contrario no tienen planos pero el esfuerzo cortante critico resuelto es alto lo cual los hace ser resistentes y en la HCP son muy limitados los desplazamientos lo cual los hace frágiles. El esfuerzo cortante crítico resuelto es el que se requiere para romper las superficies, esto usando la ley de Schmid que nos sirve para comparar las propiedades de metales cristalinos.

En los defectos superficiales son los límites que separan al material en regiones generadas en las superficies del cristal, un grano es la porción del material. En la superficie del material se pueden presentar los límites de grano generados por los granos en la superficie que presenta, las superficies puede ser áspera o contener cortes, ser porosas. En los metales y cerámicos se presentan muchos límites de granos, la cantidad de granos sirve para tener un buen control de las propiedades del material cristalino que se quiere trabajar, la dislocación se desplaza una distancia corta para encontrar el límite de grano y detenerse. Para preparar el material y observarlo necesitamos ayuda de la metalografía en donde se prepara la muestra con varios procesos de pulido y con un ataque químico donde se podrá apreciar mejor los granos y realizar el conteo de granos con imágenes con aumentos para apreciar mejor los granos y calcular el tamaño de grano ATMS. Las dislocaciones no pueden atravesar un límite de grano con facilidad debido a la dureza del material. Las filas de apilamiento interfieren en el desplazamiento, los límites de grano de ángulo pequeño es una dislocación que genero una desorientación una macla es una desorientación en un plano.

Los defectos de los materiales cristalinos son de gran influencia en aplicaciones porque determinan sobre las propiedades eléctricas, mecánicas, electrónicas, ópticas, magnéticas, etc., del material pueden bajar su resistividad o aumentarla, dureza, conductividad, proporcionarles más dureza, que estén más dúctiles, frágiles, los defectos en los materiales cristalinos perturban directamente a sus propiedades mecánicas.

Por esto es importante su estudio de los defectos en los materiales por su gran utilidad en las aplicaciones y pora las mejoras que se pueden obtener en los materiales, para poder reducir los costos del material, encontrar una nueva utilidad o mejorar lo que ya se ha obtenido.