solidificación e imperfecciones cristalinas

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solidificación e imperfecciones cristalinas
  1. Solidificación metales
    1. En la solidificación de un material existe una etapa llamada nucleación (formación de núcleos en el metal líquido). Este tipo de nucleacion puede ser homogénea o heterogénea.
      1. Homogenea
        1. Consiste en que el metal liquido fundido proporciona por si mismo los átomos para formar núcleos.
        2. Heterogenea
          1. Este tipo de nucleación se produce en el metal líquido sobre las paredes del molde al usar un agente insoluble; es decir sin refinadores de grano.
      2. Solidificación de Monocristales
        1. Unico cristal
          1. Sólo debe haber un único punto de nucleación.
        2. Soluciones sólidas métalicas
          1. Son muy pocos los metales que se utilizan de forma pura o casi pura, pues la mayoría de ellos se combinan con otros metales o no metales para conseguir materiales de mayor dureza, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión u otras propiedades. Estos materiales se conocen con el nombre de aleaciones.
            1. Las soluciones sólidas pueden ser de dos tipos
              1. De sustitución, cuando algunos átomos de la red cristalina del metal se encuentran sustituidos por átomos de otro metal diferente.
                1. • Ambos metales han de cristalizar en el mismo sistema. • Debe tener la misma valencia y por tanto el número de electrones que ceden a la nube electrónica es el mismo. • Electronegatividad: Debe e ser lo mas parecida posibles. • Los diámetros atómicos no deben diferir en más de un 15%
                2. De inserción, cuando en los espacios interatómicos de la red cristalina de un metal se introducen átomos extraño.
                  1. los átomos de soluto se introducen en los intersticios existentes en la red cristalina del disolvente. Se cumple cuando el tamaño de los átomos del soluto es muy pequeño comparado con el disolvente. Ejemplos son Carbono, Oxígeno, Nitrógeno o Hidrógeno.
            2. IMperfecciones cristalinas.
              1. Defectos puntuales.
                1. Este tipo de defectos o interrupciones pueden localizarse en arreglos atómicos (metales) o iónicos (cerámicos). En el caso de los metales se presentan básicamente dos defectos: las vacancias e intersticios
                  1. Vacancias: Es el mas sencillo de los defectos y consiste en la falta de un átomo o Ion en un sitio normal de la red, dejando un agujero; esto puede ser producido en el proceso de solidificación, por temperaturas elevadas o por reordenamientos atómicos existentes en el cristal debido a la movilidad de los átomos
                    1. Intersticial: Ocurre cuando en un átomo ocupa el lugar intersticial entre átomos ubicados en sitios normales causando una distorsión de la red
                      1. Defecto Frenkel: Se presenta cuando catión se mueve de una posición normal de la red hacia un lugar intersticial en donde se encuentra otro cation
                    2. Defectos lineales.
                      1. Dislocación de borde: Se genera en un cristal por una inserción de un semi plano extra de átomos.
                        1. Dislocación de Tornillo: Es una zona de distorsión en forma de rampa espiral o distorsión de tornillo que se puede formar por la aplicación de esfuerzos cortante, hacia arriba y hacia abajo a las zonas del cristal.
                        2. DEFECTOS PLANARES
                          1. Frontera gemela: Ocurre cuandouna estructura se encuentra separada por una frontera que la hace un espejo de la otra, puede ser producida por deformación
                            1. Frontera de grano: Estos son imperfecciones en la superficie de materiales policristalinos que separan granos de diferentes orientaciones
                            2. Deformación en cristales Metálicos.
                              1. Cuando un material es sometido a fuerzas mecánicas, este experimenta una deformación gradual a las fuerzas aplicadas llamada deformación elástica. Si el esfuerzo aplicado adquiere un valor que supera las fuerzas intraatómicas el material se deforma permanentemente y se considera una deformación plástica.
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