Sistemas de deslizamiento en diferentes estructuras
cristalinas
Un sistema de deslizamiento es la combinación de un plano y una
dirección que se halla sobre el plano a lo largo del cual se produce el
deslizamiento. El Mecanismo de deslizamiento puede definirse como el movimiento
paralelo de dos regiones cristalinas adyacentes, una respecto a la otra, a
través de algún plano (o planos), en la siguiente figura se muestra un modelo
esquemático del mecanismo de deslizamiento.
Dependiendo del tipo de red, diferentes sistemas
de deslizamiento están presentes en el material. Más específicamente, el deslizamiento
ocurre entre los planos que tienen el menor vector de Burgers, con una gran
densidad atómica y separación interplanar. La imagen a la derecha muestra
esquemáticamente el mecanismo de deslizamiento.
Tipos
de sistemas de deslizamiento
ü Estructura cubica centrada en las
caras (FCC)
El deslizamiento en cristales cúbicos con centro
en las caras ocurre en el plano de empaquetamiento compacto, el cual es del
tipo {111} y se da en la dirección <110>. En el diagrama, el plano
específico y su dirección de deslizamiento son (111) y [110] respectivamente.
Dadas las permutaciones de los tipos de planos de deslizamiento y los tipos de
dirección, los cristales CCC tienen 12 sistemas de deslizamiento. En la red
FCC, la norma del vector de Burgers, b, que coincide con la mínima distancia
entre dos puntos de la red, puede ser calculada usando la siguiente ecuación:
ü Estructura cubica centrada en el
cuerpo (BCC)
El
deslizamiento en cristales BCC ocurre también en el plano de menor vector de
Burgers; sin embargo, a diferencia de en los FCC, no hay auténticos planos de
empaquetamiento compacto en las estructuras BCC. Por consiguiente, un sistema
de deslizamiento en BCC requiere calor para activarse. Algunos materiales BCC
(α- Fe por ejemplo) pueden contener hasta 48 sistemas de deslizamiento. Existen
seis planos de deslizamiento del tipo {110}, cada uno con direcciones
<111> (12 sistemas). Además, hay 24 planos {123} y 12 planos {112}, cada
uno con una dirección <111> (36 sistemas, haciendo un total de 48) que,
aunque no tienen exactamente la misma energía de activación que los planos
{110}, esta es tan cercana que se pueden aproximar como equivalentes para todos
los propósitos prácticos. En el diagrama de la derecha, el plano de
deslizamiento específico y su dirección son (110) y [111], respectivamente.
ü Empaquetamiento
hexagonal compacto (HCP)
El deslizamiento en estos metales es mucho más
limitado que en las estructuras BCC y FCC. Esto ocurre porque existen
poquísimos sistemas de deslizamiento activos en estas estructuras. La consecuencia
de esto es que el metal es generalmente frágil y quebradizo. Los metales
cadmio, cinc, magnesio, titanio y berilio tienen un plano de deslizamiento en
{0001} y una dirección de <1120>. Esto define un total de 3 sistemas de
deslizamiento según la orientación. No obstante, otras combinaciones son
posibles. Se ha observado que mientras más sistemas de deslizamiento presente
un cristal, más probable es que haya deslizamiento múltiple, es decir, que se
active más de un sistema de deslizamiento.
Observaciones generales de gran importancia en
sistemas de deslizamiento
- · Las direcciones de deslizamiento siempre son en la dirección de empaquetamiento compacto. existen excepciones, por ejemplo, mercurio sólido.
- El deslizamiento ocurre usualmente sobre la mayoría de los planos compactos. Esta observación está relacionada con el hecho de que los planos empaquetados más densamente también son el grupo de planos (h k l) ocupados que tienen el espaciamiento más amplio.
- · El deslizamiento se produce primero sobre el sistema de deslizamiento que tiene el mayor esfuerzo de corte a lo largo de su dirección de deslizamiento.
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