2 - Estrutura Cristalina e Imperfeições Nos Sólidos

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIES NOS SLIDOS


1


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


3

Clula unitria mostrando os eixos (x,y e z), os

comprimentos axiais (a,b e c) e os ngulos entre

os eixos , e .


4


5

CCC CBICA DE CORPO CENTRADO

R o raio atmico 2 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.


6

ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS


7

CFC CBICA DE FACES CENTRADAS

4 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.


8

HC HEXAGONAL COMPACTA

6 TOMOS INTEIROS POR CLULA UNITRIA.


9

10

IMPERFEIES CRISTALINAS

ASSUNTO

- Defeitos pontuais

- Defeitos de linha (discordncias)

- Defeitos de interface (contorno de gro, superfcie extena)

- Defeitos volumtricos (incluses, precipitados)

11

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.

12

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


IMPERFEIES NOS SLIDOS

DEFEITOS PONTUAIS

13

14

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)

15

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


IMPUREZAS

16


DISCORDNCIAS DEFEITOS EM LINHA

17


18

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


19


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.

20


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.

21


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.

22


23

Documents

2 - Estrutura Cristalina e Imperfeições Nos Sólidos