Defectos Cristalinos - 2do Parcial PDF

**Defectos Cristalinos** Los defectos cristalinos son irregularidades en la red, una imperfección en la periodicidad de la red cristalina. Se clasifican según la dimensión del defecto en puntuales, lineales, superficiales y volumétricos. Estos defectos producen distorsiones en la red cristalina. *...

**Defectos Cristalinos** Los defectos cristalinos son irregularidades en la red, una imperfección en la periodicidad de la red cristalina. Se clasifican según la dimensión del defecto en puntuales, lineales, superficiales y volumétricos. Estos defectos producen distorsiones en la red cristalina. **Puntuales** **Vacancia**: Ausencia de un átomo en un punto de la red cristalina. Son defectos estables a temperatura ambiente. Es decir, debe existir a temperatura ambiente. Cuanto mas alta es la temperatura mayor es la cantidad de vacancias que deben existir. Los mismos átomos requieren de estos espacios vacantes, debido a que permanecen en constante vibración. Solo a **0K** se presentaría una estructura sin vacancias. **Intersticial**: Cuando un átomo ocupa un espacio en la red que no debería estar ocupado. Produce grandes distorsiones en la red, cuando el átomo es de mayor tamaño que el intersticio que ocupa. Ej. Un átomo de carbono dentro la red del hierro **Sustitucional**: Se reemplaza un átomo de la red por otro átomo diferente, siendo este de mayor tamaño o menor, produciendo tensiones en la red. Si el átomo es de mayor tamaño se ejerce una tensión de **compresión** y si es de menor tamaño de **tracción**. Como el aluminio en el cobre. **Lineales (Dislocaciones)** Son defectos que producen una distorsión de la red centrada en una línea (1 dimensión) de átomos de la misma. Se crean en la solidificación o en la deformación plástica. Los defectos lineales son los responsables de la **baja resistencia** que presentan los **metales.** Existen dos tipos de defectos lineales: De línea (cuña o borde) y helicoidales (hélice o tornillo). **Dislocaciones De línea**: Aparece debido a la inserción de un semiplano extra en la red. Al aplicarse una fuerza, los enlaces se irán rompiendo de a uno por vez en la región de la dislocación. En este tipo de dislocaciones, la deformación coincide con la dirección de la fuerza aplicada. **Dislocaciones** **Helicoidales**: Los defectos se repiten de forma helicoidal. Cuando se aplica una fuerza, la deformación se produce perpendicular a estas. **Dislocaciones Mixtas**: Es una combinación de dislocaciones de línea y helicoidales. Donde las deformaciones lineales se producen en la misma dirección que la fuerza (zona A) y las helicoidales perpendicular a la fuerza (zona B). **Defectos Superficiales** **Propiedades de las Dislocaciones** Las dislocaciones crean tensiones dentro de la red. Se presentará una zona de compresión (-) donde está ubicado el plano extra y una zona de tracción (+) donde falta el plano extra. Estas regiones de tensiones interactúan cuando las dislocaciones están cerca. Se pueden observar las zonas de compresión y tracción debido a la presencia y ausencia del plano extra. En la zona de compresión. Este tipo de dislocación con la zona de compresión arriba se denomina positiva y se denota con [⊥]{.math.inline}indicando que el plano extra se encuentra arriba. Si el plano de compresión está en la parte de abajo se la denomina negativa con la letra T. 1. **Apilamiento** 2. **Anulamiento** 3. **Anclaje** 4. **Trepado** 5. **Fuente (Manantial de Frank Read)** **Solución Solida** Una solución sólida es una [solución](https://www.quimica.es/enciclopedia/Soluci%C3%B3n_%28qu%C3%ADmica%29.html) en estado sólido de uno o más [solutos](https://www.quimica.es/enciclopedia/Soluto.html) en un solvente. Tal [mezcla](https://www.quimica.es/enciclopedia/Mezcla.html) es considerada una solución en lugar de un [compuesto](https://www.quimica.es/enciclopedia/Compuesto_qu%C3%ADmico.html) siempre que la [estructura cristalina](https://www.quimica.es/enciclopedia/Estructura_cristalina.html) del disolvente permanezca sin cambios al ser sustituidos sus átomos por los átomos de los solutos y además la mezcla permanezca [homogénea](https://www.quimica.es/enciclopedia/Mezcla.html). El soluto puede incorporarse dentro de la estructura cristalina del disolvente bien mediante sustitución, reemplazando cada partícula del disolvente por una partícula del soluto, o bien de forma intersticial, encajándose cada partícula de soluto dentro del espacio que hay entre partículas del disolvente. Ambos tipos de solución sólida afectan a las propiedades del material ya que distorsionan, aunque sea poco, la estructura cristalina y porque perturban la homogeneidad física y eléctrica del material disolvente. La propensión de dos sustancias a formar una solución sólida es un asunto complicado que dependerá de las propiedades químicas, [cristalográficas](https://www.quimica.es/enciclopedia/Cristalograf%C3%ADa.html) y [cuánticas](https://www.quimica.es/enciclopedia/Cu%C3%A1ntica.html) de los materiales en cuestión. Por regla general, se pueden formar soluciones sólidas siempre que solvente y soluto tengan: - similar radio atómico (menos del 15 % de diferencia) - igual estructura cristalina - similar electronegatividad - similar valencia **Diagrama De Fase De Una Solución Sólida Completamente Soluble** Entre A y B existe una solubilidad, en los extremos se encontrarán los elementos puros. Las soluciones solidas se las denota con una letra griega minúscula y a los componentes/ elementos con letra mayúscula latina.  **[Microestructura]**: En las aleaciones, la microestructura se caracteriza por el numero de fases, su proporción y la distribución de esas fases. **[Composición Química]**: Se mide mirando directamente la escala en % de la parte inferior. L+[*α*]{.math.inline} con la regla de la palanca donde toca la curva de solvus obtengo la composición química del líquido y donde toca la curva del solidus la composición química del sólido. **[Composición de las fases]**: A través del método de la palanca y se analizan la composición de cada fase cuando la línea choca con las curvas de solvus o liquidus, siendo anti intuitivo, el segmento del lado izquierdo se obtiene la proporción del líquido y el segmento de la derecha la del sólido. **Diagrama De Fase De Una Solución Sólida Parcialmente Soluble** El eutéctico no es una solución sólida, es una micro estructura diferente. La micrografía en el eutéctico va a ser siempre la misma, independientemente de la proporción en las fases. **Diagrama Con Eutectoide**  **Fases vs Microconstituyentes** Los átomos de A y B presentes en la solución solida ϒ, a medida que va disminuyendo la temperatura y se va acercando al eutectoide se ponen más inestables y la solubilidad se rompe en dos partes, [*α*]{.math.inline} y [*β*]{.math.inline}. El eutectoide estará compuesto, por líneas celestes son [*β*]{.math.inline} y las blancas [*α*]{.math.inline}. Se forman en líneas debido a que al pasar de la solución ϒ, les resulta más fácil formarse en forma alargada ya que presentan una menor superficie y requieren de menor energía para formarlas. **Diagrama de Fases de los Aceros (Fe-Fe~3~C)**  La cementita (Fe~3~C) tiene propiedades mecánicas como la de los cerámicos (duros y frágiles). **Compuesto intermetalico**: Es una solución solida distinta, puede dividir un diagrama en dos partes. [**γ**]{.math.inline}: Austenita **Fe~3~C**: Cementita 1°Eutectico: Ledeburita [**α**]{.math.inline}: Ferrita 3 La austenita, por debajo de la temperatura del Eutectoide se va a transformar siempre en perlita. 1535 °C: T de fusión del hierro 768 °C: T de Curie, el Fe pierde la magnetización espontanea. 721 °C: T del Eutectoide. 2 %C: Máximo valor de solubilidad de C en Fe. Todo el [*δ*]{.math.inline} se transforma en [*γ*]{.math.inline}, pasa de cristales verdes a amarillos. Luego pasa por la curva de cambio alotrópico donde todo el [*γ*]{.math.inline} se transforma en perlita.  Cuando pasamos la recta de transformación del eutectoide, se presenta una curva solvus de ferrita, donde si seguimos bajando, cada vez admite menos %C por lo que este C migra y se sitúa en los bordes grano. A partir de que empieza a precipitar cementita secundario en los bordes de grano de ϒ. Debido a que aumenta la concentración de cementita en su estructura, comienza a disminuir la resistencia del mismo, debido a que la cementita es como un cerámico.  El eutectoide es el más resistente (σ~r~) -.