En ciencia de materiales , el deslizamiento cruzado es el proceso mediante el cual una dislocación de tornillo se mueve de un plano de deslizamiento a otro debido a tensiones locales . Permite el movimiento no plano de las dislocaciones de tornillos. El movimiento no plano de las dislocaciones de borde se logra mediante el ascenso .
Dado que el vector de Burgers de una dislocación de tornillo perfecta es paralelo a la línea de dislocación, tiene un número infinito de planos de deslizamiento posibles (planos que contienen la línea de dislocación y el vector de Burgers), a diferencia de una dislocación de borde o mixta, que tiene un plano de deslizamiento único. . Por tanto, una dislocación de tornillo puede deslizarse o deslizarse a lo largo de cualquier plano que contenga su vector de Burgers. Durante el deslizamiento cruzado, la dislocación del tornillo pasa de deslizarse a lo largo de un plano de deslizamiento a deslizarse a lo largo de un plano de deslizamiento diferente, llamado plano de deslizamiento cruzado. El deslizamiento transversal de las dislocaciones en movimiento se puede observar mediante microscopía electrónica de transmisión . [1]
Los posibles planos de deslizamiento cruzado están determinados por el sistema cristalino . En metales cúbicos centrados en el cuerpo (BCC), una dislocación de tornillo con b = 0,5 < 1 11> puede deslizarse en planos {110} o planos {211}. En los metales cúbicos centrados en la cara (FCC), las dislocaciones de los tornillos pueden deslizarse de un plano de tipo {111} a otro. Sin embargo, en los metales FCC, las dislocaciones de tornillo puras se disocian en dos dislocaciones parciales mixtas en un plano {111}, y la dislocación de tornillo extendida sólo puede deslizarse en el plano que contiene las dos dislocaciones parciales. [2] Se han propuesto el mecanismo de Friedel-Escaig y el mecanismo de Fleischer para explicar el deslizamiento cruzado de dislocaciones parciales en metales FCC.
En el mecanismo de Friedel-Escaig, las dos dislocaciones parciales se contraen hasta un punto, formando una dislocación de tornillo perfecta en su plano de deslizamiento original, y luego se vuelven a disociar en el plano de deslizamiento transversal creando dos dislocaciones parciales diferentes. Las tensiones cortantes pueden entonces hacer que la dislocación se extienda y se mueva hacia el plano de deslizamiento transversal. [3] Las simulaciones atómicas han confirmado el mecanismo de Friedel-Escaig. [4]
Alternativamente, en el mecanismo de Fleischer, se emite una dislocación parcial sobre el plano de deslizamiento transversal y luego las dos dislocaciones parciales se contraen en el plano de deslizamiento transversal, creando una dislocación de barra de escalera. Luego, la otra dislocación parcial se combina con la dislocación de la barra de la escalera de modo que ambas dislocaciones parciales estén en el plano de deslizamiento transversal. Dado que la varilla de la escalera y las nuevas dislocaciones parciales son de alta energía, este mecanismo requeriría tensiones muy elevadas. [2]
El deslizamiento cruzado es importante para la plasticidad , ya que permite que se activen planos de deslizamiento adicionales y permite que las dislocaciones de los tornillos eviten los obstáculos. Las dislocaciones de tornillos pueden moverse alrededor de obstáculos en su plano de deslizamiento primario (el plano con el esfuerzo cortante resuelto más alto). Una dislocación de tornillo puede deslizarse sobre un plano de deslizamiento diferente hasta que haya pasado el obstáculo y luego puede regresar al plano de deslizamiento primario. [2] Las dislocaciones de tornillo pueden entonces evitar obstáculos mediante un movimiento conservador (sin requerir difusión atómica), a diferencia de las dislocaciones de borde que deben ascender para sortear los obstáculos. Por lo tanto, algunos métodos para aumentar el límite elástico de un material, como el fortalecimiento con solución sólida, son menos efectivos porque debido al deslizamiento cruzado no bloquean el movimiento de las dislocaciones del tornillo. [5]
A altas tasas de deformación (durante el endurecimiento por trabajo de la etapa II ), las simulaciones de dinámica de dislocación discreta (DD) han sugerido que el deslizamiento cruzado promueve la generación de dislocaciones y aumenta la velocidad de dislocación de una manera que depende de la tasa de deformación, lo que tiene el efecto de disminuir. estrés por flujo y endurecimiento por el trabajo. [6]
El deslizamiento cruzado también juega un papel importante en la recuperación dinámica (endurecimiento por trabajo en etapa III) al promover la aniquilación de las dislocaciones de los tornillos y luego el movimiento de las dislocaciones de los tornillos hacia una disposición de menor energía.