Defectos Lineales y Superficiales PDF

Defectos LINEALES Y Defectos POR: SUPERFICIALES ALTAMIRANO JIMÉNEZ OSVALDO AGUILAR LEDESMA CARLOS IVÁN CORTÉS CARDENAS KAREN CHEHIN PIÑA HUMBERTO FLORES SERRALTA ANDRÉ EMILIANO 1 Defectos LINEALES ...

Defectos LINEALES Y Defectos POR: SUPERFICIALES ALTAMIRANO JIMÉNEZ OSVALDO AGUILAR LEDESMA CARLOS IVÁN CORTÉS CARDENAS KAREN CHEHIN PIÑA HUMBERTO FLORES SERRALTA ANDRÉ EMILIANO 1 Defectos LINEALES  Definición Los defectos lineales, que son unidimensionales, se denominan también dislocaciones y dan lugar a una distorsión en la red centrada alrededor de una línea imaginaria; son “líneas” donde se interrumpe el ordenamiento que lleva la red. Para uno de los casos más simples, se pueden visualizar como la adición de medio plano cristalino a la red  Dislocaciones. Las dislocaciones son defectos lineales en la estructura cristalina de los materiales que afectan sus propiedades mecánicas. Importancia: Las dislocaciones son cruciales para entender cómo se deforman los materiales y cómo se pueden mejorar sus características mecánicas. TIPOS -Dislocaciones de borde: Formadas por un plano adicional de átomos que se inserta en la red cristalina. -Dislocaciones de tornillo: Se forman cuando se produce un desplazamiento en la red que crea un "tornillo" de átomos. -Dislocaciones mixtas: Combinan características de las dislocaciones de borde y de tornillo.  Aplicaciones en ingeniería Metales: La comprensión de dislocaciones es esencial en la ingeniería de metales para diseñar aleaciones más fuertes y resistentes. Materiales compuestos: En la investigación de nuevos materiales, como polímeros reforzados, la manipulación de dislocaciones puede ser clave para mejorar sus propiedades. Conclusión Relevancia en la investigación y desarrollo: El estudio de dislocaciones es fundamental para el avance en la ciencia de materiales, permitiendo innovaciones en múltiples industrias. Futuro de la investigación: La nanotecnología y los materiales avanzados abrirán nuevas posibilidades en el control y aplicación de dislocaciones.  Vector de Burguers Vector de la red cristalina que representa la magnitud y dirección del desplazamiento que sufren los átomos de la red a lo largo de la dislocación. La orientación relativa de la línea de dislocación respecto al vector de Burgers permite caracterizar el tipo de dislocación, de forma que cuando la línea de dislocación discurre paralela al vector de Burgers estamos ante una dislocación helicoidal. Mientras que las líneas de dislocación perpendiculares al vector pertenecen a dislocaciones en arista, también llamadas de borde. En las dislocaciones mixtas, el ángulo entre su línea de dislocación y el vector de Burgers puede tomar cualquier valor. Dislocación de borde, cuña o arista Consiste en un semiplano extra de átomos que provoca una distorsión de la red. -Si la inclusión es por encima del plano se dice que la dislocación es positiva y se denota por : ┴ -Si es por debajo, se dice que es negativa y se señala como: ┬ Dislocación Helicoidal o de tornillo La dislocación helicoidal o de tornillo es un tipo de defecto en la estructura cristalina de un material. A diferencia de la dislocación de borde, que involucra un plano incompleto de átomos, la dislocación helicoidal se genera cuando el esfuerzo de cizalladura desplaza los átomos de tal manera que crean una forma de espiral en torno a una línea central. ¿Cuál es su rareza? Este tipo de dislocaciones son comunes en materiales metálicos y afectan sus propiedades mecánicas, como la resistencia y la ductilidad. Características generales Forma helicoidal (espiral): En una dislocación helicoidal, el cristal se deforma como si hubiera un deslizamiento gradual en espiral entre dos partes del material. Es como si una parte del cristal se hubiese desplazado progresivamente en relación con la otra, pero no de manera abrupta como en una dislocación de borde. Imagina que un plano del material se enrosca alrededor de un eje, como las vueltas de un tornillo. Rotación de planos atómicos: A medida que te mueves a lo largo de la línea de dislocación, los planos atómicos van girando suavemente, lo que provoca que los átomos a lo largo de esa línea se dispongan en forma de hélice. Cada átomo se encuentra desplazado con respecto a su posición original en el cristal, pero de manera continua y ordenada, como una escalera de caracol. Vector de Burgers: El vector de Burgers describe la magnitud y la dirección de la dislocación. En el caso de una dislocación helicoidal, este vector es paralelo a la línea de dislocación (la línea en torno a la cual ocurre el deslizamiento). El vector representa el desplazamiento neto que ha sufrido el cristal debido a la dislocación. En resumen, indica cuánto y en qué dirección los átomos se han movido en relación con sus posiciones originales. Dislocación La mayoría de las dislocaciones que existen en los materiales son mixtas Mixta FORMA Se componen de dislocaciones tanto de borde como helicoidales. Con una región de transición. El vector de Burgers para dislocaciones mixtas no es ni paralelo ni perpendicular a la línea de dislocación, pero mantiene una orientación fija 2 Defectos Superficiales  Definición Los defectos superficiales son irregularidades que se presentan en la superficie del material cristalino, y pueden tener un impacto significativo en sus propiedades físicas y químicas.  Superficie externas Son las características y propiedades de la capa superficial de un material, que pueden influir en su rendimiento y comportamiento en diversas aplicaciones. Importancia de la superficie externa -Interacción con el entorno: La superficie de un material es la primera área que interactúa con factores externos, como la corrosión, la abrasión, y el desgaste. -Propiedades mecánicas y funcionales: La superficie puede afectar las propiedades mecánicas (dureza, resistencia) y funcionales (conductividad, adhesión) del material. Información Se puede ocupar en: Industria automotriz: Recubrimientos en piezas metálicas para mejorar la resistencia al desgaste y la corrosión. Electrónica: La superficie de materiales semiconductores es crucial para el rendimiento de dispositivos. Medicina: Biocompatibilidad de superficies en implantes médicos para evitar rechazos. Conclusión La superficie externa de los materiales juega un papel crítico en su desempeño en aplicaciones prácticas. Comprender y manipular estas características es esencial para el desarrollo de materiales avanzados. Límite de Grano Un grano es una porción del material dentro del cual el arreglo atómico es idéntico. La frontera o límite es el espacio donde estos no estan correctamente orientados.  FRONTERAS Ángulo Alto Ángulo Bajo Se unen dos cristales con diferente orientación Se genera por una serie de dislocaciones de borde Límite de macla Es un tipo especial de de límite de grano a través del cual existe una simetría de red especular; esto es, lo átomos de un lado del límite son como imágenes especulares de los átomos del otro lado. Una macla es la agrupación simétrica de cristales idénticos. La simetría puede ser especular respecto del plano de macla o por el giro de sus elementos alrededor del eje de macla en 60°, 90°, 120° o 180°. Estos límites que se presentan durante la deformación o el tratamiento térmico de ciertos metales, interfieren con el proceso de deslizamiento e incrementan la resistencia del metal.  Defectos de TIPOS Defecto de apilamiento intrínseco: Surgen cuando una apilamiento capa de átomos falta en la secuencia de apilamiento Son un rompimiento en el patrón de apilamiento de los planos atómicos, es decir, son irregularidades en la frecuencia de los planos cristalinos del material. Se da en estructura tipo FCC. Defectos de apilamiento extrínseco: Ocurren cuando La secuencia de apilamiento normal es: una capa adicional de átomos se introduce en la ABC ABC ABC estructura En este defecto vamos a tener una secuencia: ABC ABAB ABC Pasa de estructura cúbica centrada a las caras a una hexagonal compacta Límite de Fase Se refieren a las fronteras que separan distintas fases de un material en un diagrama de fases. Estos límites indican las condiciones (como temperatura, presión o composición) en las que ocurren transiciones de una fase a otra dentro de un material. Las fases pueden incluir estados sólidos, líquidos o gaseosos, así como diferentes estructuras cristalinas o soluciones sólidas en aleaciones y compuestos. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Cambios de estado: Los límites de fase indican las condiciones bajo las cuales un material cambia de una fase a otra, como cuando el agua pasa de líquido a gas (evaporación) o de líquido a sólido (congelación). Diagrama de fases: Un diagrama de fases muestra las regiones donde cada fase es estable. Los límites de fase son las líneas que separan esas regiones, como las curvas de fusión (sólido-líquido), sublimación (sólido-gas) o vaporización (líquido-gas). Puntos críticos y triples: En un punto triple, tres fases pueden coexistir en equilibrio (por ejemplo, agua en estado sólido, líquido y vapor al mismo tiempo). Un punto crítico marca el final de un límite de fase, más allá del cual las propiedades de dos fases se vuelven indistinguibles (como en un gas supercrítico).  Referencias Callister, W. D., & Rethwisch, D. G. (2019). Materials Science and Engineering: An Introduction (10th ed.). Wiley. Este libro cubre ampliamente los conceptos de dislocaciones, límites de fase y el comportamiento de materiales en distintos estados. Askeland, D. R., Wright, W. J., & Bhattacharya, D. (2020). Essentials of Materials Science and Engineering (4th ed.). Cengage Learning. Van Vlack, L. H. (1989). Elements of Materials Science and Engineering (6th ed.). Addison-Wesley. Un clásico que introduce los conceptos de estructuras cristalinas, dislocaciones y transiciones de fase. Prezi, E. J. M. O. (n.d.). Dislocaciones Mixtas y Deslizamiento. prezi.com. https://prezi.com/auc3vo3zmedt/dislocaciones-mixtas-y- deslizamiento/ Borde_de_grano. (n.d.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Borde_de_grano.html#google_vignette Unita Unam. (s.f.). Defectos. Recuperado el 17 de septiembre de 2024 de: https://unita.unam.mx/fi_papime_pe1000720/pdfs/defectos.pdf Universidad de Sevilla. (s.f.). Capítulo 2. Defectos lineales: Dislocaciones. Recuperado el 17 de septiembre de de: https://biblus.us.es/bibing/proyectos/abreproy/4691/fichero/Volumen+I%252 F2-Defectos+lineales+Dislocaciones.pdf https://www.scribd.com/document/410227886/Definicion-de-macla-docx https://es.m.wikipedia.org/wiki/Vector_de_Burgers  Muchas GRACIAS