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DEFECTOS EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA. 1. INTRODUCCIÓN. Para empezar. El propósito de este trabajo es presentar un análisis comprensivo y resumido sobre los temas de imperfecciones en estructuras cristalinas, haciendo énfasis específicamente en los defectos lineales o dislocaciones. Al momento de comenzar a estudiar las estructuras cristalinas, es evidente que se realiza la suposición de una red ideal sin imperfecciones, en otras palabras, un cristal perfecto. Naturalmente, en la realidad las estructuras cristalinas perfectas no existen, y aunque no lo parezca, tener una red ideal en la realidad es indeseable desde el punto de vista energético y práctico. Los materiales requieren imperfecciones para mantener un equilibrio estructural, y es de aprovechamiento para ciertas aplicaciones la manipulación de estas imperfecciones para conseguir ciertas propiedades deseadas en los materiales.

2. DEFECTOS ESTRUCTURALES POR LOS MATERIALES. Los materiales se componen de diversas organizaciones microscópicas que suelen modelarse teóricamente como estructuras cristalinas. A partir de este concepto de estructura cristalina es posible explicar muchas propiedades que exhiben los materiales, sean estos cristalinos o amorfos. El plantear que en un material clasificado como cristalino posee estructura cristalina es una idealización que no siempre se cumple en los materiales reales. La forma como están colocados los átomos en un material real normalmente difiere de la posición ideal que se espera a partir de la estructura cristalina. Esto quiere decir que en la práctica no conviene asumir que los cristales son perfectos. Los cristales prefectos pueden definirse como una agrupación estable y ordenada de átomos (iones o moléculas) enlazados entre sí.

Además, los defectos de un sólido cristalino desempeñan un papel determinante, en sus propiedades de conductividad, ópticas y de transporte de cargas entre otras. Los defectos más comunes son la dislocación y los defectos puntuales. Veremos algunos ejemplos donde se pone de manifiesto el importante papel que juegan los defectos sobre las propiedades de los cristales. Hay propiedades sensibles y otras insensibles a la estructura cristalina. El concepto de red perfecta es útil para explicar aquellas propiedades insensibles a la estructura. Cuando se consideran aquellas propiedades sensibles a la estructura se hace necesario comprender cierto tipo de defectos cristalinos.

TABLA 1. TABLA DE LAS PROPIEDADES SENSIBLES E INSENSIBLES DE LA ESTRUCTURA (METALES)

3. DEFECTOS PUNTUALES. Los defectos puntuales son discontinuidades de la red que involucran uno o más átomos. Estos defectos pueden ser generados en el material mediante el movimiento de los átomos al ganar energía por calentamiento. Los defectos puntuales, como lo sugiere el nombre, son defectos que se encuentran en regiones tipo puntuales en el cristal. Se puede decir que son perturbaciones localizadas a nivel de la posición de átomos individuales.

4. DEFECTOS DE SUPERFICIE. Los defectos de superficie son las fronteras o planos que separan un material en regiones de la misma estructura cristalina, pero con orientaciones cristalográficas distintas. Estas imperfecciones pueden ser: ▪ Superficies Externas ▪Límites de Grano ▪ Fallas de Apilamiento ▪ Límites de Macla ▪ Límites del Dominio ▪ Límites de Grano de Ángulo Pequeño

5. DEFECTOS LINEALES. Un defecto lineal o dislocación se refiere al cambio abrupto en la estructura de átomos a lo largo de una línea llamada línea de dislocación. Ocurren en densidades altas e influyen fuertemente en las propiedades mecánicas del material. Para describir una dislocación hacemos uso del vector de Burgers. Este, describe el tamaño y la dirección de la distorsión. 6. BOLIOGRAFÍAS. [1] Callister, W. D., & Rethwisch, D. G. (2014). Materials science and engineering: an introduction. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. [2] Askeland, D. R. (2016). The science and engineering of materials. Australia: Cengage Learning [3] Defects in Crystals/ Prof. Dr. Helmut Föll website, Chapter 5.