Defecte ale retelei cristaline

Cristalele reale contin o serie de abateri de la geometria ideala numite defecte de structura. Functie de geometria lor acestea pot fi punctiforme, liniare, de suprafata si de volum.
Defectele punctiforme sunt de ordinul de marime al distantelor interatomice.
Vacantele reprezinta lipsa unor particule din nodurile retelei cristaline. Cauza aparitiei vacantelor o constituie faptul ca particulele cu o energie mare pot parasi reteaua, fenomen intalnit in special in zona superficiala a materialului. Locul lor este ocupat de alte particule venite din interior, astfel incat vacantele migreaza catre interior. La cresterea temperaturii se mareste energia particulelor din retea si odata cu ea si posibilitatea de pierdere a lor paralel cu concentratia vacantelor.

Defecte punctiforme

Particulele interstitiale sunt defecte care apar prin trecerea unor particule din noduri in interstitiile dintre alte particule.
Particulele straine pot genera defecte de substitutie sau interstitiale, functie de locul lor in retea – inlocuind particule ale retelei sau intrand in interstitiile retelei.
Functie de dimensiunea lor pot deforma mai mult sau mai putin reteaua.

Defecte liniare

Defecte liniare reprezinta imperfectiuni liniare ale retelei.
Dislocatiile reprezinta perturbari ale directiei unuia sau mai multor plane reticulare. Se defineste vectorul Burger ca fiind dat de directia in care a alunecat o parte a cristalului fata de cealalta. Dislocatia este perpendiculara pe vectorul de alunecare.

Dislocatiile se pot deplasa prin cristal, doua dislocatii putandu-se anula sau se pot bloca intr-o particula straina.
Densitatea dislocatiilor este definita ca fiind lungimea lor in unitatea de volum a cristalului:

Influenta dislocatiilor asupra proprietatilor mecanice este foarte mare. Materialele au o rezistenta teoretica care poate fi dedusa din taria legaturii dintre particulele constituiente ale retelei.
Rezistentele obtinute experimental au valori de 100-1000 ori mai mici decat cea teoretica datorita existentei defectelor.
Rezistenta metalelor de exemplu, variaza cu densitatea defectelor astfel:

Importanta dislocatiilor

1=rezistenta teoretica
2=whiskersuri - cristale foarte mici cu lungimi 2-10mm si diametru 0,5-2 micrometri, practic fara defecte
3= rezistenta metalelor dupa recoacere =10exp8-10exp12m-2.
4=rezistenta metalelor supuse tratamentelor termice sau mecanice – rezistenta creste ca urmare a blocarii si interactiunii dintre defecte.
Deplasarea dislocatiilor determina un comportament plastic, ductil. Cresterea numarului de defecte determina fragilitate ( >10exp16-10exp17m-2).
Un material cu o structura granulara mai fina are o rezistenta mai mare datorita blocarii dislocatiilor la limita dintre graunti.

Defecte superficiale si de volum

Defecte de suprafata sunt imperfectiuni bidimensionale
Acestea apar la suprafata grauntilor cristalini sau in interiorul lor. Grauntii metalici sunt compusi din blocuri izolate ce formeaza o structura de tip mozaic. Planele reticulare ale blocurilor vecine formeaza unghiuri foarte mici, de ordinul secundelor sau minutelor. Unghiurile dintre planele reticulare ale grauntilor cristalini sunt mari, de ordinul gradelor si zecilor de grade.
Zona de trecere intre grauntii cristalini este de asemenea o zona defectuoasa atomii nefiind intr-o stare de echilibru. Drept urmare aceasta zona este mai reactiva si este sediul unor reactii cum este coroziunea intercristalina.


Defectele de volum sunt defecte tridimensionale formate de obicei din impuritati nedizolvate, solide sau gaze.