En la ciencia de los materiales , el vector Burgers , que lleva el nombre del físico holandés Jan Burgers , es un vector , a menudo denotado como b , que representa la magnitud y la dirección de la distorsión reticular resultante de una dislocación en una rejilla cristalina . [1]
La magnitud y la dirección del vector se comprenden mejor cuando la estructura cristalina portadora de la dislocación se visualiza por primera vez sin la dislocación, es decir, la estructura cristalina perfecta . En esta estructura de cristal perfecta , se dibuja un rectángulo cuyas longitudes y anchuras son múltiplos enteros de "a" (la longitud del borde de la celda unitaria ) que abarca el sitio del origen de la dislocación original. Una vez que se dibuja este rectángulo circundante, se puede introducir la dislocación. Esta dislocación tendrá el efecto de deformar, no solo la estructura cristalina perfecta, sino también el rectángulo. Dicho rectángulo podría tener uno de sus lados separado del lado perpendicular, cortando la conexión de los segmentos de línea de largo y ancho del rectángulo en una de las esquinas del rectángulo, y desplazando cada segmento de línea entre sí. Lo que antes era un rectángulo antes de que se introdujera la dislocación ahora es una figura geométrica abierta, cuya apertura define la dirección y magnitud del vector Burgers. Específicamente, la amplitud de la abertura define la magnitud del vector de Burgers y, cuando se introduce un conjunto de coordenadas fijas, se puede especificar un ángulo entre los extremos del segmento de línea de longitud y el segmento de línea de ancho del rectángulo dislocado.
Al calcular prácticamente el vector de Burgers, se puede dibujar un circuito rectangular en sentido antihorario desde un punto de partida para encerrar la dislocación (vea la imagen de arriba). El vector Burgers será el vector para completar el circuito, es decir, desde el final hasta el inicio del circuito. [2]
La dirección del vector depende del plano de dislocación, que suele estar en uno de los planos cristalográficos más compactos. La magnitud generalmente se representa mediante la ecuación (solo para celosías BCC y FCC):
donde a es la longitud del borde de la celda unitaria del cristal, || b || es la magnitud del vector Burgers y h , k y l son los componentes del vector Burgers, b = , y el coeficiente a / 2 se debe al hecho de que en las celosías BCC y FCC, los vectores de celosía más cortos podrían ser los expresados . Comparativamente, para celosías cúbicas simples, b = y por lo tanto la magnitud está representada por
En la mayoría de los materiales metálicos, la magnitud del vector de Burgers para una dislocación es de una magnitud igual al espaciado interatómico del material, ya que una sola dislocación compensará la red cristalina en una unidad de espaciamiento cristalográfico compacta.
En las dislocaciones de borde , el vector de Burgers y la línea de dislocación son perpendiculares entre sí. En las dislocaciones de tornillos , son paralelas. [3]
El vector Burgers es importante para determinar el límite elástico de un material al afectar el endurecimiento del soluto , el endurecimiento por precipitación y el endurecimiento por trabajo . El vector Burgers juega un papel importante en la determinación de la dirección de la línea de dislocación.
Ver también
Referencias
- ^ Callister, William D. Jr. "Fundamentos de ciencia e ingeniería de materiales", John Wiley & Sons , Inc. Danvers, MA. (2005) /
- ^ "Vector de hamburguesas, b" . www.princeton.edu .
- ^ Kittel, Charles, " Introducción a la física del estado sólido ", séptima edición, John Wiley & Sons , Inc, (1996) pp 592-593.