Defectos en Sólidos

a: intersticial d: vacancia e-f: sustitucional h: sustitucional b: dislocación c: auto-intersticial g: fila vacancias

Defectos Puntuales: 0D vacancia intersticial autointersticial sustitucional

Notación de Kröger-Vingt en una red de átomos M: auto-insterticial (Mi) Vacancia (VM)

Red de átomos M átomo A insterticial átomo A sustitucional

Defectos en un cristal AB

Defectos en cristales iónicos Catión intersticial Vacancia aniónica Anión intersticial Vacancia catiónica

Defectos asociados Frenkel Schottky

Defecto Schottky en NaCl V- Vacancia catiónica V’Na V- V+ . Vacancia aniónica V Cl V+

Defecto Frenkel en AgCl V- Vacancia catiónica V’Ag Catión intersticial V-

Defectos en equilibrio termodinámico

Las vacancias aumentan H del cristal porque necesitan energía para romper los enlaces Pero al aumentar el desorden configuracional aumenta Sc y la energía disminuye

Al: Dhv= 0.70 ev/vacancia Ni: Dhv= 1.74 ev/vacancia nv/N 0 K 300 K (Tambiente) 900 K (627 C) Al (Tf ≈ 660 C) 1.45x10-12 1.12x10-4 Ni (Tf ≈ 1450 C) 5.59x10-30 1.78x10-10

Tf ≈ 800 C

Concentración de vacancias en equilibrio termodinámico: Concentración de autointersticiales en equilibrio termodinámico: Concentración de pares de Schottky en equilibrio termodinámico: Concentración de pares de Frenkel en equilibrio termodinámico:

Impurezas en un sólido

Solución sólida sustitucional (Solvente) (Soluto)

Solución sólida intersticial Átomo de la aleación en intersticio

Algunas aleaciones que forman solución sólida: Latón: aleación sustitucional Acero al carbono: aleación intersticial

Solución sólida en cristales iónicos

Defectos 1D: dislocaciones

Falta o sobra medio plano Un Defecto

Un medio plano extra… …o un medio plano faltante

Dislocación de borde (edge dislocation) Núcleo de la dislocación (Dislocation core) Fundamentals of Materials Science and Engineering – W.D. Callister Engineering Materials – M. F. Ashby, D.R.H. Jones

Vector de Burgers (b) - dislocación de borde (ii) Definir dirección de línea Definir sentido de rotación del circuito Realizar un circuito cerrado alrededor de la dislocación Repetir el circuito en una zona del material sin defecto. b es el vector que cierra el circuito en el material sin defectos. Se elige una convención: b = SF ó FS (iii) b (iv) (v) 3 4 S F

Otro forma de introducir un defecto lineal

Dislocación de hélice (screw dislocation) Núcleo de la dislocación (dislocation core) Fundamentals of Materials Science and Engineering – W.D. Callister Engineering Materials – M. F. Ashby, D.R.H. Jones

Dislocación de hélice: vector de Burgers

Dislocación de hélice: vector de Burgers

Dislocación mixta La línea cambia de dirección; b es constante Fundamentals of Materials Science and Engineering – W.D. Callister

Movimiento de una dislocación de borde bajo una tensión de corte

Deslizamiento (glide) de una dislocación de borde

Movimiento de una dislocación de hélice.

Dislocación de borde Dislocación de hélice Dirección de desplazamiento

Dislocaciones en cristales iónicos

Dislocación en NaCl

b es el menor vector de traslación de la red cs bcc fcc NaCl CsCl

Trepado de dislocaciones de borde  

Trepado de dislocaciones de borde