Resistencia teórica
Los cálculos de la resistencia teórica de los metales son complicados; sin embargo, un cálculo simplificado sirve para ilustrar la gran diferencia entre la resistencia observada de trozos ordinarios de metal y la resistencia teórica.
Hacemos el cálculo sobre el cobre, cuya resistencia crítica observada es de aproximadamente 140 libras por pulgada cuadrada, medida en cristales simples templados de una pureza del 99.9 por ciento.
El cobre es un metal de estructura cúbica centrada en las caras, en el que el deslizamiento se produce en una dirección diagonal de la cara, sobre un plano cúbico-diagonal.
La dirección de deslizamiento es paralela a EFA y el plano de deslizamiento intersecta al plano AEC a lo largo de SL.
En respuesta a la fuerza cortante T el átomo B tiende a desplazarse hacia la derecha, alejándose del átomo A y acercándose al F.
Teóricamente, el átomo B debería poder desplazarse elásticamente hasta la posición B’, situado en el punto medio entre B y B’, que son las dos posiciones de equilibrio. Si la fuerza hace pasar a B más allá del punto medio, saltará a B’’ como una nueva posición de equilibrio, y el metal quedará permanentemente deformado.
Los cálculos más rigurosos dan cifras un poco más b ajas que este resultado. Aunque no se ha llegado aún en los laboratorios a la resistencia teórica del cobre y otros metales, se han alcanzado resistencias mucho mayores que los valores obtenidos en los metales convencionales. Esto se ha realizado mediante el uso de monocristales de diámetro muy pequeño, llamados filiformes.
Los diámetros de estos últimos son variables; pero se encuentran en la gama de 0.0001 a 0.0010 pulgadas. Se cree que los cristales filiformes más fuertes están libres (o casi) de dislocaciones.
Por lo común, las resistencias mayor es se observan en los cristales filiformes de menor tamaño; aunque el tamaño pequeño no indica por sí solo una resistencia elevada. Se cree que las dislocaciones se encuentran distribuidas al azar en los cristales filiformes y, por ello, es más probable que los de menor tamaño tengan menos dislocaciones.
Sólo entre unos pocos cristales de diámetros más pequeños se han medido las resistencias máximas. En cristales filiformes de cobre se han medido resistencias de 400,000 lbs/pIg2 y se han alcanzado resistencias de 1.900,000 lbs/plg2 en cristales filiformes de hierro; por lo tanto, el comportamiento de los cristales filiformes parece respaldar firmemente la teoría de las dislocaciones.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
