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“Dislocaciones”
I.Q.M. Clara Saraid Flores Rosas.
Se denomina dislocación a una distorsión en la red centrada alrededor de una línea imaginaria. Se puede
entender como la discontinuidad en el límite entre dos regiones una de las cuales se ha desplazado, una con
respecto a la otra; Estas se crean durante la solidificación de los sólidos cristalinos o por deformación
plástica, por condensación de vacantes. Cabe mencionar que se denomina como una imperfección dentro de
un cristal.
Se pueden clasificar en tres clases de dislocaciones: de tornillo, de borde y mixtas.
Dislocación de Borde
Este tipo de dislocación se observa como si se insertara un medio plano en la red cristalina siempre en una
línea de la red por lo que se le conoce como efecto lineal, se puede observar en la figura1.
Figura1: En los incisos a) Se inserta un medio plano en la red cristalina, b)se produce una deformación en
la estructura.
En este tipo de dislocación se emplea un simbolo T ó (te ó te invertida) la T indica una dislocación
negativa, mientras que la
indica una dislocación positiva.
Algunos ejemplos de movimientos análogos para ver dislocaciones es al dejar caer una bolsa de canicas en
ocaciones su acomodo nos permite visualizar dislocaciones como se observa en la figura2.
Figura2: Dislocacion de borde
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Otro ejemplo puede ser el de un gusano cuando jala su cola para poder deslizarse, este aplica una fuerza a
la tierra por donde avanza y a la vez opone una resitencia y se observa que genera una deformacion, el
gusano hace una onda al moverse en todo su cuerpo generando sobre la tierra mas de una dislocación (a
esto se le conoce como movimiento por desplazamiento), hasta impulsar por completa su cuerpo hacia
adelante y de esta manera no genera una compresión a la tierra; como se observa en la figura 3.
Figura 3: Compresión de la tierra al paso de un gusano, dislocación por desplazamiento.
Cabe mencionar que la energía para mover una dislocación es casi cero, esto se ve en los materiales ya que
en primera instancia serán esfuerzos cortantes muy bajos.
El Vector de Burgers
Se denomina vector o desplazamiento de Burgers, este indica la dirección, sentido e intensidad del
deslizamiento. Se observa como un circuito cerrado se define sobre el plano perpendicular a la dislocación,
como el vector requerido para completar el circuito de cuatro lados de iguales dimensiones alrededor de la
intersección entre el plano de deslizamiento y plano extra, se mueve en el sentido de las manecillas del reloj,
como se observa en la Figura 4.
Figura 4: El circuito de Burgers para dislocaciones de borde.
Tiene tres peculiaridades:
 Este es perpendicular a la línea de las dislocaciones.
 Queda definido por la dislocación y el vector de Burgers.
 Se desplaza de manera positiva.
El movimiento por desplazamiento.
Se puede observar en la figura 3, este se lleva acabó si la dislocación se mueve a lo largo del plano de
deslizamiento, siguiendo la dirección del vector, este se realiza cuando la fuerza aplicada es tal que rompe
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los enlaces dando a consecuencia que se recorra un espacio, si este se lleva como en la figura 3 se realiza un
escalón al final del material.
El movimiento por trepado.
Este se realiza perpendicular al plano dando una vacancia, en ocasiones puede ser por una variación al
cambiar el tamaño del plano extra, tiene una peculiaridad que es la de no requerir vacancias o movimiento
de átomos por lo cual se le conoce como no conservador, por lo que el transporte de materia es por difusión;
Se puede observar cuando se lleva a cabo un esfuerzo de compresión, cuando la pieza es comprimida por lo
cual se desliza hacia arriba. A este tipo de dislocación se le llama trepado positivo, este efecto hace que al
insertar un medio plano en la red cristalina se vaya acortando, como se observa en la figura 5.
Figura 5: Movimiento por trepado positivo.
Sin embargo también hay trepado negativo. Esto se ve cuando tenemos un esfuerzo de tensión, el cual tiene
un efecto contrario provocando que incremente su tamaño como se ve en la figura 6.
Figura 6: Movimiento por trepado negativo.
Dislocaciones de tornillo.
Se llama así debido a la superficie espiral formada por los planos atómicos alrededor de la línea
de dislocación y se forman al aplicar un esfuerzo zigzagueante. La parte superior de la región
frontal del cristal desliza una unidad atómica a la derecha respecto a la parte inferior. En este
caso, el vector de Burgers es paralelo al plano que contiene la dislocación y perpendicular al
plano de deslizamiento.
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Para visualizar una dislocación de tornillo es como si se hiciera un corte en un cristal, la línea de
dislocación se sitúa en donde se realiza el corte, después se deforma el material desplazando
sobre la línea de dislocación un espacio atómico los planos reticulares del cristal. El vector
desplazado, al momento de realizar el circuito de Burgers será el vector necesario para poder
cerrar el circuito. En el acomodo de los átomos de la dislocación se observa un espiral, de ahí el
nombre de dislocación de tornillo. En la Figura 7 se muestra como se ve la dislocación en un
cristal y la espiral que forman los átomos en la dislocación.
El vector de Burgers para estas dislocaciones se define igual que para las de borde, pero para
este caso, el vector es paralelo a la dislocación. Se elige arbitrariamente una posición positiva a lo
largo de la línea de dislocación, se construye un plano perpendicular a la línea de dislocación, se
traza un camino alrededor de la línea de dislocación en este plano moviendo n vectores de
retícula en 4 direcciones perpendiculares entre sí y se avanzar en sentido de las manecillas del
reloj .Si al terminar el camino trazado, llegamos a un punto inferior al punto de partida, hay una
dislocación de tornillo.
Dislocaciones mixtas.
Son aquellas en las que se presentan dislocaciones con componentes de borde y de tornillo, con
una región de transición entre ambas. Como se mencionó anteriormente, si el vector b es
perpendicular a la línea de dislocación, es una dislocación de borde pura; si el vector b, es
paralelo a la línea, es una dislocación de tornillo pura. Por lo tanto si se presentan otros ángulos
entre el vector b y la línea, es una dislocación mixta.
Las dislocaciones mixtas pueden empezar siendo de borde y convertirse en dislocaciones de
tornillo a lo largo del cristal, o viceversa. El vector de Burgers presenta las características de
borde o de tornillo, como si estas dislocaciones estuvieran por separado.
Dislocaciones torcidas.
Las dislocaciones de borde y de tornillo tienen rompimientos en sus líneas de dislocación, éstos
pueden ser:
Doblez fuera del plano: la desviación en la línea de dislocación se mueve fuera del plano de
deslizamiento. Cuando ocurre en una dislocación de tronillo, el doblez tiene carácter de borde
puro. En una dislocación de borde, el doblez sigue siendo de borde, pero en otro plano.
Dobles en el plano: la desviación en la línea de dislocación ocurre sin salirse del plano de
deslizamiento. Cuando ocurre en una dislocación de borde, la dislocación es una dislocación de
tornillo. En una dislocación de tornillo el doblez tiene carácter de borde puro.
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En la siguiente imagen se muestran ejemplos de cada desviación de las líneas de dislocación:
Lazos de dislocación.
Cuando una línea de dislocación no termina en un cristal, puede terminar en una superficie libre,
en un límite de grano o formar lazos.
Un lazo puede ser generado al trasladar todos los átomos de un cristal perfecto que están sobre
el plano de deslizamiento y dentro de la región cuadrada, por una longitud de un vector b, en
relación con los átomos debajo del plano de deslizamiento. Los átomos se empujan hacia arriba
dentro del lazo hasta la línea.
La localización de los puntos sobre el plano de deslizamiento que delinea al límite de este
traslado es la línea de dislocación.
Son como uniones de dislocaciones de tornillo y borde que forman curvas que cierran, por lo cual
no tiene fin dentro del cristal. Al aplicar esfuerzos cortantes, la dislocación se expande hacia fuera
en direcciones normales a la línea debido a que en un lazo, se encuentran dos dislocaciones de
borde y dos de tornillo, pero una es positiva y la otra negativa, entonces al estar en contacto éstas
se alejan causando la expansión de la dislocación y cuando alcanza los bordes externos del
cristal, el efecto es el traslado de la parte superior del cristal.
Generador de Frank-Read.
La densidad de dislocaciones en un cristal se caracteriza al dar el número de dislocaciones que
pasan a través de un área unitaria. El conformado mecánico incrementa en gran medida el
número de dislocaciones dentro de los cristales.
Uno de los mecanismos para ver la multiplicación de dislocaciones dentro de los cristales es el
generador Frank-Read. Suponga que tiene una dislocación de borde positiva entre 2 puntos que
se atoran y se mantienen fijos, entonces aplica un esfuerzo paralelo cortante generando un
avance de forma radial debido a que interacciona con dos dislocaciones de borde negativo, las
cuales forman un lazo que se expande porque se quieren alejar pero como un segmento de la
curva de la dislocación es helicoidal a la derecha y el otro a la izquierda, en el punto de inserción
se rompe el lazo. Uno de los anillos crecerá hasta las extremidades del cristal y el otro genera
una nueva dislocación de borde en los dos puntos de la dislocación única. Mediante éste
mecanismo se generan muchos anillos de dislocación sobre el mismo plano de deslizamiento,
siendo el principal causante de la mayoría de dislocaciones asociadas a la deformación. Se
puede observar en las siguientes imágenes:
Bibliografía:
 Fundamentos de Metalurgia Física. Verhoeven, J.D., 1979. Editorial Limusa
 Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. William D. Callister, Jr., 1995. Editorial
Reverte S.A.
 Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales., SMITH, William F., 1993, 2º edición, México
pp. 138- 143 Editorial: Mc Graw Hill,
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