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CÚBICA DE CORPO CENTRADO (CFC).
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ESTRUTURA DOS MATERIAIS: CÚBICA DE CORPO CENTRADO (CFC)
Ruan Landolfo da S. Ferreira1
INTRODUÇÃO
As propriedades de alguns materiais estão diretamente associadas à sua
estrutura cristalina e indispensáveis para análise de problemas que envolva
materiais. Nosso estudo irá se atentar ao estudo das células unitárias, que por sua
vez, possuem três estruturas cristalinas que são comumente encontradas nas
maiorias dos materiais, são elas:
- Cúbica de corpo centrado (CCC)
- Cúbica de face centrada (CFC)
- Hexagonal compacta (HC)
No entanto, o foco será em relação à Cúbica de face centrada. A estrutura
cúbica de faces centradas possui os mesmos parâmetros geométricos que a
estrutura cúbica de corpo centrado, porém, a distribuição dos átomos é um pouco
diferente. Neste caso existem átomos localizados nos vértices e no centro de cada
uma das faces do cubo. Isto faz com que os átomos das faces tenham apenas
metade do seu volume ocupando espaço na célula unitária. O parâmetro de rede
vale 4R/ , o número de átomos por célula unitária é 4 (um átomo correspondendo
à soma dos oito oitavos dos átomos dos vértices e mais três átomos
correspondentes aos átomos localizados nas faces), número de coordenação de 12
e um fator de empacotamento de 0,74. Comparando-se o fator de empacotamento
das duas estruturas pode-se ver que a estrutura CFC é mais compacta do que a
estrutura CCC, isto é, os seus átomos ocupam de maneira mais eficiente o espaço.
Se considerarmos o mesmo raio atômico, pode-se dizer que os átomos organizados
segundo uma estrutura CFC ocupará menor volume o que conduzirá a uma maior
densidade. Além disso, alguns metais que apresentam a estrutura CFC: Cu, Al, Ag,
Au, Pb, etc.
_____________________1 Graduação, BCT/UFERSA – 4º Período. ruan_landolfo@hotmail.com.
METODOLOGIA
Foram utilizados como materiais para representar cada uma das estruturas
cristalinas (CCC, CFC e HC) bolas de isopor e palitos de dentes.
Para criarmos representações das Estruturas Cristalinas de Metais,
primeiramente ocorreu à divisão de grupos em seguida foi feito um sorteio para a
escolha da estrutura de cada grupo diante das seguintes estruturas cristalinas (CCC,
CFC, HC). Porventura o nosso grupo foi selecionado para estrutura cristalina cúbica
de faces centradas (CFC).
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Na prática tudo fica mais evidente, com isso, percebemos que a estrutura
cristalina que possui uma célula unitária com os átomos localizados em cada um dos
vértices, e um átomo localizado no centro de todas as faces do cubo, possuindo 14
átomos.
MetaisGrupo
sorteadoEstrutura cristalina
Raio atômico (nm)
Relação do parâmetro de rede com o raio
Alumínio X CFC 0,1431 4R/(2)1/2 = 2R(2)1/2
Cobalto CCC 0,1253 2RCromo CCC 0,1249 4R(3)1/2
Ferro CCC 0,1241 4R(3)1/2
Níquel X CFC 0,1246 2R(2)1/2
Zinco HC 0,1332 2R
Tabela 1
Metais FEANº de
CoordenaçãoVolume da Célula
UnitáriaDensidade
relativa (g/m3)Alumínio 0,74 12 8r3. 23/2 2,70Cobalto 0,74 12 8r3 8,83Cromo 0,68 08 64r3/33/2 7,19Ferro 0,68 08 64r3. 33/2 7,87Níquel 0,74 12 8r3. 23/2 8,90Zinco 0,74 12 8r3 7,13
Tabela 2
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Dessa maneira concluímos que a maioria dos metais mais comuns existe em
pelo menos uma de três estruturas cristalinas relativamente simples: Cúbica de
faces centradas (CFC), cúbica de corpo centrado (CCC) e hexagonal compacta
(HC). Além disso, fica evidente de que estudar as estruturas dos materiais são de
extrema importância para nós estudantes de um curso de engenharia, haja vista
que, conhecer as estruturas, seja qual for o material, implica no êxito de um trabalho
ou projeto.
REFERÊNCIAS
Estruturas Cristalinas. Disponível em:<http://www.gefmat.furg.br/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap2.htm>. Acesso em: 26/04/2011.
Estrutura Cristalina dos Materiais. Disponível em: <http://www.trajanocamargo.com.br/arquivos/metalurgia/Estrutura_Cristalina_materialdeapoio2.pdf>. Acesso em: 26/03/2011.
Estruturas compactas de metais. Disponível em:<http://disciplinas.ist.utl.pt/qgeral/biomedica/HC_CFC.html>.Acesso em: 28/03/2011.
Tecnologia dos metais. Disponível: <http://kaiohdutra.files.wordpress.com/2010/10/aula-2-estrutura-cristalina.pdf>Acesso em: 28/03/2011.
Estruturas Sólidas. Disponível:<http://www.fortium.com.br/faculdadefortium.com.br/afranio_alen/material/8809.pdf>. Acesso em: 28/03/2011.
Estrutura Cristalina dos Metais. Disponível em:<http://www.dalmolim.com.br/EDUCACAO/MATERIAIS/Biblimat/estrutura.pdf>Acesso: 28/03/2011.
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