Un defecte cristal·logràfic és qualsevol pertorbació en la periodicitat de la xarxa d'un sòlid cristal·lí.
Els sòlids cristal·lins mostren una estructura cristal·lina periòdica. Les posicions dels àtoms i de les molècules ocorren sobre distàncies fixes que es repeteixen determinades pels paràmetres de la cel·la unitària. Tanmateix, la disposició dels àtoms i molècules en la majoria dels materials cristal·lins no és perfecta i els patrons regulars són interromputs pels defectes cristal·logràfics.[1][2][3][4]
Els defectes puntuals ocorren només al voltant d'un punt singular de la xarxa. No s'estenen en l'espai ni en cap dimensió. Els grans defectes en l'estructura s'anomenen bucles amb dislocacions. Per raons històriques molts defectes puntuals, especialment en cristalls iònics, s'anomenen centres per exemple es diu centre luminescent o 'centre de color.
Defectes vacants són llocs de la xarxa que en un cristall perfecte estarien ocupats però estan vacants, hi pot haver moviment dels àtoms cap al lloc vacant.
Defectes intersticials, són àtoms que ocupen un lloc en l'estructura del cristall en la qual normalment no hi a un àtom. Generalment són configuracions d'alta energia, però poden no ser-ho en el cas d'hidrogen i en el pal·ladi.
El defecte Frenkel o parell de Frenkel és causat quan un ió es desplaça dins un lloc intersticial i crea una vacant.
Les impureses ocorren perquè els materials no són mai purs al 100%. En el cas d'impuresa, l'àtom sovint s'incorpora al cristall en un lloc atòmic regular. No és ni un lloc vacant ni un lloc intersticial i s'anomena un defecte substitucional i n'hi ha diferents tipus (isovalents, al·lovalents).
Defectes antilloc (Antisite defects)[5][6] ocorren en un aliatge ordenat o compst quan àtoms de diferents tipus bescanvien les posicions.
Defectes topològics, que són regions en un cristall on l'ambient d'enllaços químics normal és topològicament diferent del dels seus voltants, per exemple en el grafè (on tots els àtoms es troben en anells de sis àtoms) si la làmina conté regions amb el nombre d'àtoms diferent de sis, mentre el total del nombre d'àtoms roman el mateix, es forma un defecte topològic.
També els sòlids amorfs poden contenir defectes.[7]
Els complexos poden formar diferents tipus de defectes puntuals.
Els defectes de línia es poden descriure per les teories gauge.
Les dislocacions són defectes linears amb mala alineació d'alguns àtoms.[8]
Les desclinacions són defectes linears per addició sustracció d'un angle al voltant d'una línia. Tenen un paper en els cristalls líquids.
Els limits granulosos són quan l'adreça de la xarxa canvia bruscament.
Límits d'antifase que ocorren en aliatges ordenats.
Defectes d'apilament que ocorren en gran nombre d'estructures cristal·lines. .
Els buits són petites regions sense àtoms.
Les impureses es poden agrupar en el que sovint s'anomena precipitats.
P. Ehrhart, Properties and interactions of atomic defects in metals and alloys,volume 25 of Landolt-Börnstein, New Series III, chapter 2, page 88, Springer, Berlin, 1991
R. W. Siegel, Atomic Defects and Diffusion in Metals, in Point Defects and Defect Interactions in Metals, edited by J.-I. Takamura, page 783, North Holland, Amsterdam, 1982
G. D. Watkins, Native defects and their interactions with impurities in silicon, in Defects and Diffusion in Silicon Processing, edited by T. Diaz de la Rubia, S. Coffa, P. A. Stolk, and C. S. Rafferty, volume 469
of MRS Symposium Proceedings, page 139, Materials Research Society, Pittsburgh, 1997
J. P. Hirth and J. Lothe. Theory of dislocations. 2a edició. Krieger Pub Co,1992. ISBN 0894646176.
Hagen Kleinert, Gauge Fields in Condensed Matter, Vol. II, "Stresses and defects", pp. 743–1456, World Scientific (Singapore, 1989); Paperback ISBN 9971-5-0210-0
Hermann Schmalzried: Solid State Reactions. Verlag Chemie, Weinheim 1981, ISBN 3-527-25872-8.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.