polykristallines

Los policristalinos son materiales formados por un conjunto de cristales pequeños, llamados granos, cuyas orientaciones cristalinas varían entre granos y están separados por límites de grano. A diferencia de los monocristales, no presentan una única orientación a lo largo de toda la muestra. Los límites de grano son regiones de mayor energía y pueden influir notablemente en las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas del material.

La estructura policristalina se obtiene habitualmente durante procesos de solidificación, sinterización o deposición, en los que aparecen nucleación y crecimiento de granos. El tamaño medio de grano depende de la temperatura, el tiempo y la composición. Un tamaño de grano más pequeño suele aumentar la resistencia a la deformación (efecto Hall-Petch), al actuar como obstáculos al movimiento de dislocaciones. Sin embargo, a escalas muy pequeñas pueden surgir efectos adversos en ciertas propiedades, como la conductividad o la tenacidad.

Las ventajas de los materiales policristalinos incluyen un menor coste de fabricación, mayor facilidad de procesamiento y una propiedad isotrópica relativamente estable en comparación con los monocristales. Entre sus desventajas figuran los límites de grano, que pueden ser sitios preferenciales para la difusión, la corrosión intergranular o la debilitación en algunas condiciones de servicio; también pueden introducir discontinuidades eléctricas en semiconductores.

Ejemplos comunes son los metales policristalinos (aceros, aluminio), las cerámicas policristalinas (óxidos cerámicos) y los semiconductores policristalinos como el silicio policristalino utilizado en dispositivos y células solares. El control de la microestructura se logra mediante tratamientos térmicos y procesos de sinterización para ajustar el tamaño de grano y la distribución de límites de grano, mejorando así la combinación deseada de propiedades.