Defectos Cristalinos PDF

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Análisis en lo desastroso que pueden ser los defectos en los cristales a comparación de los metales...

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UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA ANÁLISIS DE MATERIALES TAREA#1:

“EL ENLACE QUIMICO”

Sección: 02 Módulo: 03

26 de Septiembre del 2016

INDICE INTRODUCCION

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MARCO TEORICO

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DEFECTOS PUNTUALES DEFECTOS LINEALES: DISLOCACIONES DEFECTOS VOLUMETRICOS

5 5 6

CONCLUSION

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BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION El estudio de los materiales no se limita al conocimiento de los sistemas de redes, sino que se extiende para develar sus propiedades con el objeto de aprovecharlas para fines productivos, los parámetros y sistemas de red, nos dan solo el punto de partida para el estudio de una material cristalino. La deformación plástica y elástica son una de las propiedades más interesantes dentro del estudio de los diversos materiales, ya que estas son las que nos permiten adecuarlos para diversos usos y aplicaciones. La deformación elástica es resultado de el alargamiento de enlaces atómicos, mientras que la deformación plástica implica el reacomodo de enlaces. En el caso de algunos materiales como los metales, se pensaba que la deformación plástica en los metales se debía al desplazamiento de los planos cristalinos, unos sobre otros en el mismo sólido, ahora se sabe que esta se debe al movimiento de los defectos cristalinos, junto con muchas mas propiedades mas que se explican mediante estos defectos cristalinos, por lo que estos constituyen una piedra angular en el estudio de estos materiales. El cristal perfecto o red cristalina hay que recordar que es ideal, en la que las diferentes especies de moléculas, iones o átomos están colocados de forma regular e infinita. En la realidad cualquier cristal presenta “defectos” de este modelo ideal, empezando por la propia superficie del material.

MARCO TEORICO Muchas propiedades importantes de los solidos, como difusión, deformación plástica y conductividad de penden o son modificadas por los defectos en las estructuras cristalinas. Existen dos tipos principales de imperfecciones, el desorden cristalino en el que la composición permanece homogénea pero la red es irregular (intrínsecos) y también están las impurezas, en las que existen substancias extrañas a la estructura (extrínsecos). Los defectos cristalinos son regiones de puntos desordenados debido a irregularidades en los lugares de los átomos individuales. Los tipos de defectos cristalinos más comunes son: 

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Puntuales o Vacancias o Átomo impureza sustitucional o Átomo impureza intersticial Lineales o Dislocaciones Planares o Fallas de apilamiento o Limite de Macla o Limite de grano Defectos de volumen o Precipitados o Inclusiones o Poros

DEFECTOS PUNTUALES Afectan a un punto de red, perturbando únicamente a los vecinos más próximos  

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VACANCIAS: sitios atómicos vacantes en una estructura ATOMO DE IMPUREZA 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. ATOMO DE IMPUREZA INTERSTICIAL: son átomos “extra” que se posicionan entre los sitios atómicos.

Existen otra clase de defectos puntuales, que vale la pena mencionar. Consideremos un cristal iónico, donde los defectos tienen carga eléctrica, debe considerarse la neutralidad eléctrica total. Por tanto debe haber un numero igual de defectos positivos y negativos. Dos posibilidades son los defectos de Frenkel y Schottky. 

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DEFECTO DE FRENKEL: Este defecto es una combinación entre el defecto de vacancia e intersticial, en el que un catión ha abandonado su lugar en la red cristalina y se ha colocado en otro punto dentro del cristal. DEFECTO DE SCHOTTKY: Es la ausencia de un anión y un catión, donde se debe mantener un equilibrio en la estructura cristalina.

DEFECTOS LINEALES: DISLOCACIONES Son las responsables de la deformación plástica.  

DISLOCACION DE ARISTA O BORDE: un semiplano extra de átomos se inserta en la estructura cristalina. DISLOCACION HELICOIDAL O DE TORNILLO: los planos atómicos trazan una espiral alrededor de la línea de dislocación. Se forma al aplicar un esfuerzo que causa el deslizamiento de planos paralelos al mismo.

PLANARES: Reciben también el nombre de defectos superficiales puesto que se extienden en dos direcciones para formar una frontera. Algunos de los principales son: 

FALLAS DE APILAMIENTO: ocurre cuando se interrumpe la secuencia de apilamiento

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LIMITES DE GRANO: separa dos pequeños granos o cristales que tienen orientación cristalográfica. En estos limites existe un ligero desorden apreciable, movilidad y difusividad alta así como alta reactividad química. LIMITES DE MACLA: Limite de grano que tiene simetría de red especular: los átomos de un lado del límite son imágenes especulares de los átomos del otro lado. Una macla es un tipo de defecto cristalino que puede ocurrir durante la solidificación, deformación plástica, recristalización o crecimiento de grano., ya que Se generan por desplazamientos atómicos causados por fuerzas mecánicas y por tratamientos térmicos.

DEFECTOS VOLUMETRICOS También son conocidos como efectos tridimensionales, este tipo de defectos implica que la naturaleza tridimensional de un cristal queda rota por la presencia de un defecto. distorsionan fuertemente la red. Suelen estar formados por la agrupación de defectos puntuales

CONCLUSION El cristal perfecto, no existe, los sistemas cristalinos, pese a que siguen un patrón general dado por los sistemas de Bravais, no son ideales, tienen imperfecciones a ese modelo, lo cual no es del todo malo, ya que esas mismas variaciones, son las que le confieren muchas propiedades de interés. El estudio de los defectos en redes cristalinas, es de suma importancia ya que con este se pueden determinar algunas propiedades de importancia. Un estudio de rayos “x” nos podría proporcionar, suficiente información si requiriéramos manejar un material, malearlo (deformación plástica) para adoptar formas que sean de utilidad. Es precisamente el detallado estudio de los defectos cristalinos, que nos dan una noción, de el uso que le podemos dar.

BIBLIOGRAFIA     

Gray H.B., Height G.P., PRINCIPIOS BASICOS DE QUIMICA, España, Reverté, 2008 González Velázquez J.L., METALURGIA MECANICA, México, Limusa, 1999 Vélez Moreno L. M., MATERIALES INDUSTRIALES: TEORIA Y APLICACIONES, Mexico, ITM, 2008 http://www.iim.unam.mx/mbizarro/6-Defectos%20cristalinos%202013-2.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Defecto_cristalino...