2 - Estrutura Cristalina e Imperfeições Nos Sólidos
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ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIES NOS SLIDOS
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ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIES NOS SLIDOS
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Materiais slidos podem ser classificados de acordo
com a regularidade com que os seus tomos ou ons esto
arranjados um em relao ao outro.
Material cristalino aquele em que os tomos esto
arranjados de maneira repetida ou peridica por longas
distncias atmicas.
Todos os metais, muitas cermicas e alguns polmeros
formam estruturas cristalinas em condies normais de
solidificao.
Algumas propriedades dos slidos cristalinos
dependem da estrutura cristalina do material. 2
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Clula unitria mostrando os eixos (x,y e z), os
comprimentos axiais (a,b e c) e os ngulos entre
os eixos , e .
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CCC CBICA DE CORPO CENTRADO
R o raio atmico 2 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.
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ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS
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CFC CBICA DE FACES CENTRADAS
4 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.
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HC HEXAGONAL COMPACTA
6 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.
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IMPERFEIES CRISTALINAS
ASSUNTO
- Defeitos pontuais
- Defeitos de linha (discordncias)
- Defeitos de interface (contorno de gro, superfcie extena)
- Defeitos volumtricos (incluses, precipitados)
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O QUE UM DEFEITO?
uma imperfeio ou um "erro" no arranjo
peridico regular dos tomos em um cristal.
Podem envolver uma irregularidade
na posio dos tomos
no tipo de tomos
O tipo e o nmero de defeitos dependem do material, do meio ambiente, e das
circunstncias sob as quais o cristal processado.
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IMPERFEIES ESTRUTURAIS
Apenas uma pequena frao dos stios atmicos so imperfeitos
Menos de 1 em 1 milho
Menos sendo poucos eles influenciam muito nas propriedades dos materiais e
nem sempre de forma negativa
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IMPERFEIES NOS SLIDOS
DEFEITOS PONTUAIS
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VACNCIAS OU VAZIOS
Envolve a falta de um tomo
So formados durante a solidificao do cristal
ou como resultado das
vibraes atmicas (os
tomos deslocam-se de
suas posies normais)
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INTERSTICIAIS
Envolve um tomo extra no interstcio (do prprio cristal)
Produz uma distoro no reticulado, j que o tomo geralmente maior que o espao do interstcio
A formao de um defeito intersticial implica na criao de uma vacncia, por isso este defeito menos provvel que uma vacncia
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IMPUREZAS
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DISCORDNCIAS DEFEITOS EM LINHA
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Densidades de Discordncias Tpicas
Materiais solidificados lentamente = discord./mm
Materiais deformados= discord./mm
Materiais deformados e tratados termicamente= discord./mm
310
109 1010
65 1010
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Discordncias existem em materiais cristalinos.
A movimentao de discordncias o principal fator envolvido na deformao plstica de metais e ligas
A mobilidade de discordncias pode ser alterada por diversos fatores (composio, processamento...) (manipulao das propriedades mecnicas do material)
Nos materiais cristalinos o principal mecanismo de deformao plstica geralmente consiste no escorregamento de planos atmicos atravs da movimentao de
discordncias.
J nos materiais amorfos consiste no escoamento viscoso.
A movimentao das discordncias se d preferencialmente atravs de planos especficos e, dentro desses planos, em direes especficas, ambos com a maior
densidade atmica de um dado reticulado cristalino.
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DEFEITOS INTERFACIAIS
Superfcies Externas
Trmino da estrutura cristalina;
tomos da superfcie no esto ligados com a maior quantidade de vizinhos possvel;
H o aparecimento de uma energia livre de superfcie.
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Contorno de Gro
tomos ligados com menor regularidade;
H o aparecimento de uma energia livre de contorno, que funo do grau de desordem (ngulo de desalinhamento);
Os gros tornam-se mais reativos;
Local preferencial para segregao de impurezas.
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