Defectos en Materiales Cristalinos
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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor un cristal perfecto?

  • Es un cristal con un número limitado de defectos puntuales.
  • Es un cristal con una estructura completamente asimétrica.
  • Es un cristal infinito, simétrico, con átomos en reposo a 0 K. (correct)
  • Es un cristal con átomos distribuidos en niveles energéticos aleatorios.
  • ¿Qué tipo de defectos puntuales se forman por la pérdida de un átomo en la red cristalina?

  • Vacantes (correct)
  • Defectos intersticiales
  • Defectos sustitucionales
  • Defectos extrínsecos
  • ¿Cuál es un posible origen de los defectos puntuales en los materiales?

  • Cambio de temperatura constante
  • Presencia de defectos volumétricos
  • Estrés mecánico excesivo
  • Estabilidad termodinámica (correct)
  • Los defectos extrínsecos en redes metálicas incluyen:

    <p>Átomos sustitucionales y átomos intersticiales</p> Signup and view all the answers

    Las vibraciones de los átomos son consideradas como:

    <p>Defectos puntuales</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes es una característica de los defectos autointersticiales?

    <p>Un átomo ocupa un lugar vacío de la red.</p> Signup and view all the answers

    Los defectos puntuales pueden ser influenciados por:

    <p>La variación de estequiometría</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de defecto se genera por la extracción de un ión en un cerámico?

    <p>Defecto compensatorio</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes NO es un tipo de defecto puntual?

    <p>Difracción</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal causa de las vacantes en las redes metálicas?

    <p>Irradiación</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tienen las vacantes en la estructura cristalina?

    <p>Disminuyen localmente el parámetro de red</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se expresa la energía total necesaria para crear n vacantes?

    <p>$n E_f$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de entropía se ve afectada por la presencia de vacantes?

    <p>Entropía configuracional</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación expresa el criterio de equilibrio de Gibbs para un cristal perfecto?

    <p>La energía libre de Gibbs es mínima</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con la densidad de un cristal al formarse vacantes?

    <p>Disminuye</p> Signup and view all the answers

    ¿Dónde se generan comúnmente las vacantes en un cristal?

    <p>En superficies, bordes de grano y dislocaciones</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la creación de vacantes sobre el volumen del cristal?

    <p>El volumen del cristal aumenta, pero menos que el correspondiente a un átomo</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa W en la entropía configuracional?

    <p>El número de configuraciones diferentes para un mismo estado</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el resultado general del aumento de vacantes en un cristal desde el punto de vista termodinámico?

    <p>Aumento de entropía del sistema</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la relación entre la variación de energía libre y la creación de vacantes?

    <p>La energía libre aumenta encarando el término TS.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo afecta la temperatura a la concentración de vacantes en equilibrio?

    <p>Aumenta la concentración de vacantes exponencialmente con la temperatura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede con las vacantes al disminuir la temperatura?

    <p>Se elimina el exceso de vacantes mediante procesos de difusión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes métodos no genera un exceso de vacantes?

    <p>Calentamiento progresivo de un material.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la expresión que describe el equilibrio en la creación de vacantes?

    <p>$Cv = A e^{- rac{E_f}{kT}}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué condición permite la generación de vacantes durante el enfriamiento rápido?

    <p>Se reta nominadamente la concentración de equilibrio.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre en el proceso de eliminación de vacantes?

    <p>Las vacantes emigran a los bordes de grano o a dislocaciones.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los defectos puntuales es incorrecta?

    <p>Las vacantes siempre son termodinámicamente inestables.</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de los defectos en redes metálicas, ¿qué se entiende por $C_v$?

    <p>La concentración de vacantes en equilibrio a una temperatura dada.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la importancia de las vacantes en los metales?

    <p>Son imprescindibles para la difusión atómica.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la concentración de vacantes en equilibrio al aumentar la concentración de soluto en una aleación?

    <p>Aumenta la concentración de vacantes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define la energía de enlace entre un soluto y una vacante?

    <p>La energía de formación de un par soluto-vacante.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los autointersticiales es correcta?

    <p>Producen una alta distorsión en la red metálica.</p> Signup and view all the answers

    La energía de formación de un autointersticial se denota como:

    <p>E'v.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué resultados se observan cuando se adiciona un soluto a una aleación en términos de estructura cristalina?

    <p>Se forman pares soluto-vacante que disminuyen la distorsión.</p> Signup and view all the answers

    La capacidad de difusión de los autointersticiales es comparativa con la de las vacantes en que:

    <p>Es inferior a la de las vacantes.</p> Signup and view all the answers

    La expresión de la concentración de átomos autointersticiales en equilibrio es:

    <p>Ci = B e^{-E'_{f}/kT}</p> Signup and view all the answers

    Durante la deformación plástica, ¿cuál es el efecto sobre el número de vacantes?

    <p>El número de vacantes aumenta.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con el volumen del cristal cuando se forma una vacante?

    <p>Aumenta ligeramente</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la interpretación correcta de la energía de formación de una vacante, Ef?

    <p>Es la energía necesaria para eliminar un átomo de la red</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la presencia de vacantes en la entropía del cristal?

    <p>Aumenta la entropía configuracional</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se relaciona la energía libre de Gibbs con el equilibrio de un cristal?

    <p>Es mínima en el equilibrio</p> Signup and view all the answers

    ¿Dónde se producen comúnmente las vacantes en un cristal?

    <p>Cerca de las dislocaciones en arista</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el impacto de la creación de vacantes en la densidad de un cristal?

    <p>La densidad disminuye</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué representa 'W' en la expresión de la entropía configuracional?

    <p>El número de configuraciones diferentes del cristal</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la consecuencia de la relajación de los átomos alrededor de una vacante?

    <p>Disminuye localmente el parámetro de red</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define un cristal en equilibrio desde la perspectiva de la energía?

    <p>Cuando la energía libre de Gibbs es mínima</p> Signup and view all the answers

    Cuando se crean n vacantes en un cristal, ¿cómo se expresa la energía total necesaria para su formación?

    <p>$ E_{total} = n imes Ef$</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el resultado de aumentar la deformación plástica en un metal en relación al número de vacantes?

    <p>Aumenta el número de vacantes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué papel fundamental juegan las vacantes en una aleación sólida?

    <p>Facilitan la difusión atómica.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la energía de formación de un autointersticial es correcta?

    <p>Es alta debido a que el tamaño de los huecos es inferior al de los átomos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la concentración de vacantes en equilibrio al aumentar la concentración de soluto?

    <p>Aumenta la concentración de vacantes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación describe el equilibrio de Gibbs en un cristal perfecto?

    <p>La variación de energía libre está relacionada con la creación de vacantes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función del par soluto-vacante en una aleación?

    <p>Reduce la distorsión global producida en la red.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por energía de enlace, Ee, en un contexto de soluto-vacante?

    <p>Energía necesaria para formar pares soluto-vacante.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica una alta energía de formación para los autointersticiales?

    <p>Su formación requiere un gran aporte energético.</p> Signup and view all the answers

    Durante la oxidación de ciertos metales, ¿cuál de los siguientes metales es conocido por promover este proceso?

    <p>Zinc</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué implica que la concentración de átomos autointersticiales en equilibrio dependa de $E'_{f}$?

    <p>Aumenta con el aumento de la temperatura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el efecto de los defectos puntuales en las propiedades finales de un material?

    <p>Los defectos puntuales pueden influir tanto positiva como negativamente en las propiedades del material.</p> Signup and view all the answers

    En las redes metálicas, ¿cuál de los siguientes defectos puntuales es considerado extrínseco?

    <p>Átomo intersticial</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre a nivel termodinámico cuando hay una estabilidad termodinámica y se forman defectos puntuales en un material?

    <p>Disminuye la energía libre del material.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca de las imperfecciones en redes cristalinas es correcta?

    <p>Las imperfecciones son esenciales para la estabilidad mecánica de un material.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal efecto de la deformación plástica en las vacantes de un material?

    <p>Aumentan significativamente la cantidad de vacantes en el material.</p> Signup and view all the answers

    Los defectos puntuales en cristales iónicos son progresivamente difíciles de analizar. ¿Cuáles de los siguientes se consideran defectos puntuales?

    <p>Vacantes y defectos autointersticiales.</p> Signup and view all the answers

    En el contexto de la energía de formación de los defectos, ¿qué representa la estabilidad eléctrica en un material cerámico?

    <p>El equilibrio entre la carga encerrada y la generación de defectos.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes defectos caracteriza la inclusión de un átomo extraño en un hueco de la red cristalina?

    <p>Átomo intersticial</p> Signup and view all the answers

    Dentro de las imperfecciones en redes cristalinas, ¿qué tipo de defecto se generaría ante una falta de simetría estructural?

    <p>Defectos estructurales.</p> Signup and view all the answers

    En el análisis de la concentración de vacantes en un cristal, ¿cómo se comporta dicha concentración al aumentar la temperatura?

    <p>La concentración de vacantes aumenta con la temperatura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la forma de la variación de la energía libre al generar n vacantes?

    <p>$\Delta F = n E_f - T \Delta S$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene el enfriamiento en la concentración de vacantes en equilibrio?

    <p>Disminuye la concentración de vacantes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el principal factor que provoca la generación de un exceso de vacantes?

    <p>Irradiación con partículas de alta energía</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se expresa el equilibrio en la creación de vacantes en una red metálica?

    <p>$\frac{d F}{d n} = rac{E_f}{N} e^{-\frac{E_f}{kT}}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica destaca para la concentración de vacantes en equilibrio a diferentes temperaturas?

    <p>Aumenta exponencialmente con la temperatura</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre durante la eliminación de vacantes al disminuir la temperatura?

    <p>Las vacantes emigran al borde de grano</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál relación se establece para describir la concentración de vacantes en función de la temperatura?

    <p>$C_v = A e^{-\frac{E_f}{kT}}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué proceso se sugiere para la eliminación del exceso de vacantes?

    <p>Formación de microvacíos favorecidos por gases disueltos</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué valor tiene la concentración de vacantes de cobre en equilibrio a 300 K?

    <p>$4.45 imes 10^{-15}$</p> Signup and view all the answers

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