ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

Prof. MSc: Anael Krelling

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

1

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Materiais sólidos podem ser classificados de acordo

com a regularidade com que os seus átomos ou íons estão

arranjados um em relação ao outro.

Material cristalino é aquele em que os átomos estão

arranjados de maneira repetida ou periódica por longas

distâncias atômicas.

Todos os metais, muitas cerâmicas e alguns polímeros

formam estruturas cristalinas em condições normais de

solidificação.

Algumas propriedades dos sólidos cristalinos

dependem da estrutura cristalina do material. 2

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

3

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

4

ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS

?

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

5

CCC – CÚBICA DE CORPO CENTRADO

2 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA.

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

6

CFC – CÚBICA DE FACES CENTRADAS

4 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA.

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

7

HC – HEXAGONAL COMPACTA

6 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA.

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

8

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

DEFEITOS PONTUAIS

9

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

IMPUREZAS

10

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

DISCORDÂNCIAS – DEFEITOS EM LINHA

11

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

12

Densidades de Discordâncias Típicas

Materiais solidificados lentamente = discord./mm²

Materiais deformados= discord./mm²

Materiais deformados e tratados termicamente= discord./mm²

310

109 1010

65 1010

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

13

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

• Discordâncias existem em materiais cristalinos.

• A movimentação de discordâncias é o principal fator envolvido na deformação

plástica de metais e ligas

• A mobilidade de discordâncias pode ser alterada por diversos fatores (composição,

processamento…) (manipulação das propriedades mecânicas do material)

•Nos materiais cristalinos o principal mecanismo de deformação plástica geralmente

consiste no escorregamento de planos atômicos através da movimentação de

discordâncias.

• Já nos materiais amorfos consiste no escoamento viscoso.

•A movimentação das discordâncias se dá preferencialmente através de planos

específicos e, dentro desses planos, em direções específicas, ambos com a maior

densidade atômica de um dado reticulado cristalino.

14

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

DEFEITOS INTERFACIAIS

Superfícies Externas

•Término da estrutura cristalina;

•Átomos da superfície não estão ligados com a maior

quantidade de vizinhos possível;

•Há o “aparecimento” de uma energia livre de superfície.

15

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

Contorno de Grão

•Átomos ligados com menor regularidade;

•Há o “aparecimento” de uma energia livre de contorno, que é

função do grau de desordem (ângulo de desalinhamento);

•Os grãos tornam-se mais reativos;

•Local preferencial para segregação de impurezas.

16

ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS

17