Un defecto plano es una discontinuidad de la estructura cristalina perfecta a través de un plano. Los defectos interfaciales son límites que tienen dos dimensiones y regiones normalmente separadas de los materiales que tienen diferentes estructuras cristalinas y / o orientaciones cristalográficas. Los defectos interfaciales existen en un ángulo entre dos caras cualesquiera de un cristal o una forma cristalina. Estas imperfecciones se encuentran en superficies libres, límites de dominio, límites de grano o límites de interfase.
Los límites de grano
Un límite de grano es un defecto plano general que separa regiones de diferente orientación cristalina (es decir, granos ) dentro de un sólido policristalino . Hasta este punto, la discusión se ha centrado en los defectos de los monocristales. Sin embargo, los sólidos generalmente consisten en varios cristalitos o granos de diferente tamaño y orientación. Estos tienen orientaciones cristalográficas aleatorias. Cuando un metal comienza con la cristalización, el cambio de fase comienza con pequeños cristales que crecen hasta fusionarse, formando una estructura policristalina. En el bloque final de material sólido, cada uno de los pequeños cristales (llamados " granos") es un verdadero cristal con una disposición periódica de átomos, pero todo el policristal no tiene una disposición periódica de átomos, porque el patrón periódico se rompe en los límites de los granos. Los granos y los límites de los granos ayudan a determinar las propiedades de un material . Granos pueden variar en tamaño desde nanómetros a milímetros de ancho y sus orientaciones generalmente se rotan con respecto a los granos vecinos. Donde un grano se detiene y otro comienza se conoce como límite de grano. Los límites de grano limitan las longitudes y movimientos de las dislocaciones. Por lo tanto, tener granos más pequeños (más área de superficie de límite de grano) fortalece un material. El tamaño de los granos se puede controlar mediante la velocidad de enfriamiento cuando el material se cuela o se trata térmicamente. Generalmente, el enfriamiento rápido produce granos más pequeños, mientras que el enfriamiento lento da como resultado granos más grandes.
- Los granos, también conocidos como cristalitos, son cristales pequeños o incluso microscópicos que se forman, por ejemplo, durante el enfriamiento de muchos materiales (cristalización). Una característica muy importante de un metal es el tamaño medio del grano. El tamaño del grano determina las propiedades del metal. Por ejemplo, un tamaño de grano más pequeño aumenta la resistencia a la tracción y tiende a aumentar la ductilidad. Se prefiere un tamaño de grano más grande para mejorar las propiedades de fluencia a alta temperatura. La fluencia es la deformación permanente que aumenta con el tiempo bajo carga o tensión constante. La fluencia se vuelve progresivamente más fácil con el aumento de temperatura.
- Los límites de grano. El límite de grano se refiere al área exterior de un grano que lo separa de los otros granos. Los límites de los granos separan regiones cristalinas de orientación diversa (policristalinas) en las que las estructuras cristalinas son idénticas. Los límites de grano son defectos 2D en la estructura cristalina y tienden a disminuir la conductividad eléctrica y térmica del material. La mayoría de los límites de grano son sitios preferidos para el inicio de la corrosión y para la precipitación de nuevas fases del sólido. También son importantes para muchos de los mecanismos de fluencia. Por otro lado, los límites de los granos interrumpen el movimiento de las dislocaciones a través de un material. La propagación de la dislocación está impedida debido al campo de tensión de la región del defecto del límite de grano y la falta de planos de deslizamiento y direcciones de deslizamiento y alineación general a través de los límites.
Hermanamiento - Límites gemelos
El hermanamiento es un fenómeno en algún lugar entre un defecto cristalográfico y un límite de grano. Como un límite de grano, un límite gemelo tiene diferentes orientaciones de cristal en sus dos lados. Pero a diferencia de un límite de grano, las orientaciones no son aleatorias, sino que se relacionan de una manera específica de imagen especular. Un límite gemelo ocurre cuando los cristales a ambos lados de un plano son imágenes especulares entre sí.
El límite entre los cristales maclados será un solo plano de átomos. No existe una región de desorden y los átomos de los límites pueden verse como pertenecientes a las estructuras cristalinas de ambos gemelos.
Hay tres modos de formación de cristales maclados. Los gemelos crecen durante la cristalización o son el resultado de un trabajo mecánico o térmico. Los gemelos crecidos son el resultado de una interrupción o cambio en la red durante la formación o el crecimiento debido a una posible deformación de un ion de sustitución más grande. Los gemelos de recocido o transformación son el resultado de un cambio en el sistema cristalino durante el enfriamiento, ya que una forma se vuelve inestable y la estructura cristalina debe reorganizarse o transformarse en otra forma más estable. La deformación o los gemelos deslizantes son el resultado de la tensión en el cristal después de que se ha formado.
Defectos a granel - Defectos de volumen
Los defectos macroscópicos tridimensionales se denominan defectos a granel . Generalmente ocurren en una escala mucho mayor que los defectos microscópicos. Estos defectos macroscópicos generalmente se introducen en un material durante el refinamiento de su estado bruto o durante los procesos de fabricación. Estos incluyen grietas, poros, inclusiones extrañas y otras fases . El trabajo y la forja de metales pueden provocar fisuras que actúan como concentradores de tensiones y debilitan el material. Cualquier defecto de soldadura o unión también puede clasificarse como defectos a granel.
- Defectos macroscópicos o voluminosos tridimensionales, como poros, grietas o inclusiones.
- Vacíos: pequeñas regiones donde no hay átomos y que pueden considerarse como grupos de vacantes.
- Las impurezas pueden agruparse para formar pequeñas regiones de una fase diferente. Suelen denominarse precipitados.
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Ciencia de los materiales:
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- Eberhart, Mark (2003). Por qué se rompen las cosas: entender el mundo a través de la forma en que se desmorona. Armonía. ISBN 978-1-4000-4760-4.
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Defectos cristalográficos [/ su_button] [/ lgc_column]
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