Introdução à Cristalografia e Defeitos Cristalinos

Introdução à Cristalografia Introdução à Cristalografia e Defeitos Cristalinose Defeitos Cristalinos

COT – 741: Princípios de COT – 741: Princípios de Deformação Plástica Deformação Plástica

SumárioSumário

Redes de Bravais;Redes de Bravais; Índices de Miller;Índices de Miller; Defeitos cristalinos;Defeitos cristalinos; Distorção elástica;Distorção elástica; Vetor de Burgers.Vetor de Burgers.

Redes de BravaisRedes de Bravais

Fonte: http://www.chem.ox.ac.uk/icl/heyes/structure_of_solids/Lecture1/Bravais.gif

Índices de MillerÍndices de Miller

Definem planos e direções cristalinas;Definem planos e direções cristalinas; Os índices de um plano são definidos Os índices de um plano são definidos

como o conjunto dos menores números como o conjunto dos menores números inteiros do recíproco dos interceptos dos inteiros do recíproco dos interceptos dos planos com os eixos principais;planos com os eixos principais;

Os índices de uma direção são a distância Os índices de uma direção são a distância percorrida em cada eixo, também percorrida em cada eixo, também representada como o conjunto de menores representada como o conjunto de menores números inteiros que a compõe.números inteiros que a compõe.


Fonte: http://www.chem.qmw.ac.uk/surfaces/scc/scat1_1b.htm

)100(


Fonte: http://www.chem.qmw.ac.uk/surfaces/scc/scat1_1b.htm

)110( )111( )210(


Fonte: http://www.resmat.com/Course/chapter1/Miller.html

]221[__

Defeitos CristalinosDefeitos Cristalinos

Interrupções na periodicidade de Interrupções na periodicidade de uma rede cristalina;uma rede cristalina;

São caracterizados quanto à sua São caracterizados quanto à sua dimensão;dimensão;

Sempre há associado a um Sempre há associado a um defeito um campo de defeito um campo de tensões de distorção tensões de distorção elástica da rede cristalina.elástica da rede cristalina.

Defeitos CristalinosDefeitos Cristalinos

Dimensão Zero (pontuais)Dimensão Zero (pontuais)– Lacunas e átomos intersticiais (intrínsecos);Lacunas e átomos intersticiais (intrínsecos);– Impurezas intersticiais ou substitucionais Impurezas intersticiais ou substitucionais

(extrinsecos).(extrinsecos).

Fonte: W. D. Callister, Jr. “Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução”. LTC Editora, Rio de Janeiro, 2002.

Defeitos CristalinosDefeitos Cristalinos Dimensão Um (lineares)Dimensão Um (lineares)

– Discordância aresta;Discordância aresta;– Discordância espiral;Discordância espiral;– Discordância mista.Discordância mista.

Tensão CisalhanteTensão Cisalhante Tensão Cisalhante

Plano deDeslizamento

Linha da discordância

aresta

Degrau deDeslizamento


Defeitos CristalinosDefeitos Cristalinos Dimensão Dois (planares)Dimensão Dois (planares)

– Contornos (de grão, de macla, entre fases);Contornos (de grão, de macla, entre fases);– Casca esférica de um poro;Casca esférica de um poro;– Discordância prismática;Discordância prismática;– Falha de empilhamento;Falha de empilhamento;– Superfície livre do material.Superfície livre do material.

Dimensão Três (volumétricos)Dimensão Três (volumétricos)– Poros internos;Poros internos;– Inclusões;Inclusões;– Precipitados;Precipitados;– Impurezas.Impurezas.

Distorção ElásticaDistorção Elástica

Energia

Distância interatômica0


Pode ser isotrópica ou anisotrópica;Pode ser isotrópica ou anisotrópica; Traciona ou comprime a rede cristalina;Traciona ou comprime a rede cristalina; Há interação entre campos de distorção Há interação entre campos de distorção

elástica;elástica; Pode ser de longo alcance ou curto Pode ser de longo alcance ou curto

alcance;alcance; Pode exceder o limite de escoamento Pode exceder o limite de escoamento

local;local; Aumenta a energia interna do material.Aumenta a energia interna do material.

Distorção ElásticaDistorção Elástica LacunaLacuna

– Isotrópica;Isotrópica;– Trativa;Trativa;– Curto alcance.Curto alcance.

Átomo intersticialÁtomo intersticial– Isótrópica ou Isótrópica ou

anisotrópica;anisotrópica;– Compressiva;Compressiva;– Curto alcance (N, O e H Curto alcance (N, O e H

podem causar distorção podem causar distorção de longo alcance, de longo alcance, anisotrópica).anisotrópica).

Átomo substitucionalÁtomo substitucional– Isotrópica;Isotrópica;– Trativa (pequeno);Trativa (pequeno);– Compressiva (grande);Compressiva (grande);– Curto alcance.Curto alcance.


Discordância Discordância aresta positivaaresta positiva– Anisotrópica;Anisotrópica;– Compressiva acima Compressiva acima

da linha da da linha da discordância;discordância;

– Trativa abaixo da Trativa abaixo da linha da linha da discordância;discordância;

– Curto alcance.Curto alcance.


Distorção ElásticaDistorção Elástica ContornosContornos

– Resultado da soma dos defeitos que os compõe;Resultado da soma dos defeitos que os compõe;– Curto alcance.Curto alcance.

PrecipitadosPrecipitados– Coerentes pequenos, distorção de curto alcance trativa;Coerentes pequenos, distorção de curto alcance trativa;– Coerentes grandes, distorção de médio alcance Coerentes grandes, distorção de médio alcance

compressiva;compressiva;– De coerentes para semi-coerentes, distorção De coerentes para semi-coerentes, distorção

compressiva máxima de longo alcance;compressiva máxima de longo alcance;– Incoerentes, distorção de curto alcance.Incoerentes, distorção de curto alcance.

Vetor de BurgersVetor de Burgers

Fonte: http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/def_en/kap_5/backbone/r5_1_1.html

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