Defectos Cristalinos: Puntos, Superficies y Dislocaciones

Defectos en Estructuras Cristalinas

Los defectos cristalinos se definen como discontinuidades de red que involucran uno o más átomos. Estos defectos juegan un papel crucial en las propiedades de los materiales, como la conductividad eléctrica y la resistencia mecánica.

Tipos de Defectos Cristalinos

Defectos Puntuales

• Vacancia: Un átomo faltante en la red cristalina.
• Intersticial: Un átomo extra ubicado en un espacio vacío de la red. Ejemplo: Carbono en Hierro.
• Sustitucional: Un átomo reemplazado por otro de diferente tipo.
• Defecto de Frenkel: Un átomo que ocupa una posición vacante, dejando vacante su posición original.

Impacto: Los defectos puntuales impiden el movimiento de dislocaciones, afectando la ductilidad del material.

Defectos de Superficie

• Límite de Grano: Frontera entre dos granos o cristales con diferente orientación. La conductividad eléctrica varía con el tamaño del grano.
• Macla: Defecto por agrupación simétrica de cristales idénticos.

Relación Conductividad-Tamaño de Grano: A menor tamaño de grano, mayor conductividad debido a un aumento en los límites de grano que actúan como caminos para la conducción eléctrica.

Defectos de Línea (Dislocaciones)

• Cuña: Defecto por dislocación introducida en la red al agregar medio plano adicional.
• Helicoidal: Defecto que produce una rampa en espiral alrededor de la dislocación. También puede ser un defecto por deslizamiento cuando se aplica cizallamiento.

Procesos de Solidificación y Defectos

• Nucleación: Formación de pequeños núcleos sólidos a partir de la fase líquida.
• Cristalización: Crecimiento de los núcleos para formar granos.
• Formación de Grano: El tamaño y la forma de los granos influyen en las propiedades del material.

Ejemplos y Preguntas

Ejemplo: La adición de carbono al hierro es un ejemplo de defecto puntual intersticial.

Pregunta: Escribe 3 defectos puntuales.

Respuesta: Sustitucional, helicoidal (en realidad es de línea, pero se menciona en el contexto de puntuales en el texto original), vacancia.

Pregunta: Menciona 2 defectos de superficie.

Respuesta: Límite de grano, macla.