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Solución:
Hagamos una comparación con la cerámica, que, al igual que los metales son generalmente dúctiles, generalmente son frágiles.
Primero, tenga en cuenta que los cristales (y los metales y las cerámicas son generalmente policristalinos) pueden deformarse a través del movimiento de dislocación. Una dislocación es un defecto de línea que transporta plasticidad a través de un cristal. La analogía clásica es mover una alfombra pateando una arruga a lo largo. No necesitas deformar todo el cristal a la vez; solo necesita barrer una (o muchas) dislocaciones a través del material, rompiendo una cantidad relativamente pequeña de enlaces a la vez.
Aquí hay una ilustración simple de una dislocación curva que lleva un corte a través de un cristal; el paso de la dislocación deja un nuevo paso permanente:
Así que esta es una forma muy conveniente de lograr una deformación permanente. Sin embargo, es mucho más fácil romper estos enlaces en los metales que en las cerámicas porque los enlaces metálicos en los primeros son más débiles que los enlaces iónicos/covalentes en los últimos (como lo demuestra el hecho de que las cerámicas son generalmente refractarias, es decir, tienen un alto punto de fusión). temperaturas). En particular, la naturaleza deslocalizada de los electrones en los metales permite que la dislocación se deslice fácilmente. Esto equivale a ductilidad/maleabilidad. (Los dos términos son idénticos para esta discusión; solo difieren en el tipo de condiciones de carga que dan como resultado una deformación fácil).
Además, en los metales con una estructura cristalina cúbica centrada en las caras (piense en oro o cobre, por ejemplo), la simetría estructural proporciona muchos posibles planos de deslizamiento a lo largo de los cuales las dislocaciones pueden propagarse fácilmente. Esto equivale a una ductilidad/maleabilidad aún mayor.
Aquí hay una ilustración de una estructura cúbica centrada en las caras; el empaquetamiento cercano de átomos en múltiples planos permite que las dislocaciones salten solo distancias cortas, lo que facilita enormemente su paso:
Por el contrario, el movimiento de dislocación está tan fuertemente obstaculizado en la cerámica (porque los enlaces son direccionales y las cargas están rígidamente fijadas) que puede requerir menos energía simplemente romper todos los enlaces a la vez, lo que corresponde a la fractura masiva y la fragilidad.
Una consecuencia de estas diferencias microscópicas entre metales y cerámicas es la forma en que responden a las grietas o fallas. Una fisura pronunciada produce una concentración de tensión, esencialmente porque el campo de tensión tiene que girar bruscamente a su alrededor. En un metal, esta concentración de tensión no es un gran problema: algunas dislocaciones se moverán, lo que dará como resultado una deformación plástica y el embotamiento de la punta de la grieta. Esta opción es mucho menos probable en una cerámica debido a los impedimentos para el movimiento de dislocación. Puede que sea más fácil romper los enlaces de forma permanente y formar una nueva superficie abierta en el área que antes estaba sometida a mucha tensión. Este es el mecanismo de propagación de grietas, y si la grieta continúa propagándose, se obtiene una fractura masiva.
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