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Celda FCC

La celda cúbica centrada en las caras (FCC, por sus siglas en inglés) es una de las estructuras cristalinas más comunes y estables en los metales. Esta celda se caracteriza por tener átomos en las esquinas de un cubo y uno adicional en el centro de cada una de las seis caras de ese cubo. En total, contiene 14 átomos en su representación, pero debido al hecho de que los átomos en las esquinas y las caras se comparten con celdas adyacentes, en realidad, la celda unitaria de FCC contiene el equivalente a 4 átomos completos.

Celda BCC

La celda cúbica centrada en el cuerpo (BCC, por sus siglas en inglés) es otra estructura cristalina común en materiales metálicos. Se caracteriza por tener átomos en las ocho esquinas de un cubo y un átomo adicional en el centro geométrico del cubo. A diferencia de la estructura cúbica centrada en las caras, el empaquetamiento de los átomos es menos denso.

Celda SC

Celda HCP

La estructura hexagonal compacta (HCP) es una de las estructuras cristalinas más densamente empaquetadas, junto con la cúbica centrada en las caras (FCC). En esta disposición, los átomos se organizan en capas alternadas que forman una secuencia de empaquetamiento ABAB, lo que significa que las capas de átomos se repiten cada dos niveles, a diferencia de la secuencia ABC de la estructura FCC.

Policristal

Los materiales policristalinos están compuestos por una multitud de granos o cristales individuales, denominados "granos", que están interconectados entre sí.

Dislocación helicoidal

Una dislocación helicoidal es un tipo de defecto lineal en la estructura cristalina de un material que se caracteriza por un desplazamiento en espiral de los átomos alrededor de la línea de dislocación.

Interacción de dislocaciones (borde+borde)

La interacción entre dos dislocaciones tipo borde también puede dar lugar a la formación de kinks y jogs, que son defectos o irregularidades a lo largo de la línea de dislocación. Cuando dos dislocaciones de borde se encuentran en un cristal, la tensión local generada por sus interacciones puede causar que una dislocación se desplace parcialmente fuera de su plano original. Este desplazamiento genera una distorsión conocida como jog, que es una pequeña sección de la dislocación que se desplaza perpendicularmente al plano de deslizamiento. Por otro lado, los kinks son segmentos más pequeños y locales que se forman cuando una parte de la dislocación se mueve dentro de su plano de deslizamiento pero queda desviada de la línea recta original de la dislocación. 

Interacción dislocaciones (helicoidal+borde)

La interacción entre una dislocación helicoidal (o de tornillo) y una dislocación de borde puede generar configuraciones complejas que influyen notablemente en la deformación plástica del material. Las dislocaciones helicoidales tienen un vector de Burgers paralelo a la línea de dislocación, mientras que en las dislocaciones de borde, el vector de Burgers es perpendicular a esta línea. Cuando una dislocación helicoidal se cruza con una de borde, sus campos de tensiones pueden combinarse, creando distorsiones locales que resultan en la formación de kinks o jogs en la línea de la dislocación. Estas distorsiones pueden modificar el movimiento de ambas dislocaciones: mientras los kinks en la dislocación helicoidal pueden facilitar el deslizamiento, los jogs (desplazamientos perpendiculares a la línea de dislocación) actúan como obstáculos, dificultando el movimiento de las dislocaciones y, por ende, la deformación del material. Esta interacción es crucial en la formación de estructuras de dislocaciones más complejas, lo que contribuye al endurecimiento por trabajo y afecta la resistencia mecánica del material.

Dislocación de anillo

La dislocación de anillo es un tipo especial de dislocación en materiales cristalinos, caracterizada por su geometría cerrada y por la presencia simultánea de dislocaciones de borde y helicoidales en diferentes secciones del anillo. A lo largo del bucle, una parte de la dislocación puede comportarse como una dislocación de borde, mientras que otra sección puede comportarse como una dislocación helicoidal o tornillo. Esta combinación de geometrías le da una complejidad única en su comportamiento y su interacción con otras dislocaciones o defectos. Las dislocaciones de anillo suelen formarse dentro del cristal durante procesos de relajación o reconfiguraciones, como la nucleación y crecimiento de defectos en respuesta a tensiones internas en el material.

Dislocación de anillo prismática

Los anillos de dislocación prismáticos en estructuras son defectos cristalinos cerrados que se generan cuando una sección del cristal se desplaza en un plano de deslizamiento, lo que da lugar a un área de dislocación cerrada que es rodeada por una combinación de dislocaciones de borde y tornillo. En las celdas FCC, los bucles de dislocación prismáticos típicamente se forman en los planos {111}. Estos bucles pueden actuar como barreras para el movimiento de otras dislocaciones, endureciendo el material al obstaculizar la deformación plástica. 

Disociación de dislocación perfecta

Dislocaciones parciales tipo Shockley

Las dislocaciones parciales tipo Shockley son un tipo de dislocación parcial que se encuentran comúnmente en materiales con estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC). Estas dislocaciones parciales se generan a partir de la división de una dislocación completa en dos o más dislocaciones parciales, lo que ocurre para reducir la energía total del sistema. Las dislocaciones tipo Shockley se caracterizan por su movimiento en el plano {111}, y están asociadas con la formación de una falla de apilamiento en la estructura cristalina. Estas fallas ocurren cuando la secuencia de capas atómicas ABCABC, típica de una estructura FCC, se interrumpe, lo que genera una región con una disposición de capas defectuosa. Las dislocaciones parciales tipo Shockley son clave en los mecanismos de deformación plástica en materiales FCC, ya que influyen en la capacidad del material para acomodar el deslizamiento y, por tanto, en sus propiedades mecánicas, como la resistencia y ductilidad.

Dislocación parcial tipo Frank

Maclado

El maclado es un mecanismo de deformación en cristales que implica la formación de una región simétrica respecto a un plano específico, conocido como plano de macla. A diferencia del deslizamiento, en el que los átomos se desplazan de manera gradual a lo largo de un plano de deslizamiento, el maclado provoca un reordenamiento atómico abrupto, creando una nueva orientación cristalina que es un reflejo de la original a través del plano de macla. Este proceso se activa bajo condiciones de deformación severa, como bajas temperaturas o altas tasas de deformación, cuando el deslizamiento convencional es insuficiente para acomodar la deformación. El maclado es común en materiales con estructuras cristalinas hexagonales compactas (HCP) o cúbicas centradas en el cuerpo (BCC), y su formación puede fortalecer el material al generar más barreras al movimiento de dislocaciones. Además, el maclado puede influir en la textura cristalográfica del material, afectando sus propiedades mecánicas y de deformación.

Modelo de enlaces rotos

El modelo de enlaces rotos es una teoría utilizada para explicar la energía superficial y las propiedades de fractura en materiales sólidos, especialmente en cristales. Según este modelo, los átomos en la superficie de un material tienen una mayor energía que los átomos en el interior, debido a que no están completamente rodeados por sus vecinos, es decir, tienen enlaces no satisfechos o "rotos".

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