Faculdade Campo RealProfessor: Pedro Ribeiro Cebulski

Imperfeições EstruturaisUma célula unitária pode mostrar a estrutura

completa do cristal;

Um mero pode mostrar a estrutura completa do polímero;

Porém uma pequena fração da estrutura, normalmente inferior a 1% não é perfeita.

Lacuna (Vacância ou Vazios)Falta de um átomo no estrutura cristalina ou

a presença de uma impureza;Facilita a difusão atômica;

Linear (Discordâcias)Discordância em Cunha, uma linha de atomos

fora de seu posicionamento ideal;Escorregamento de um plano cristalino;

Fronteiras (Superfícies)Mais fácil de visualizar nas extremidades;Cristais individuais são chamados de grãos;

Difusão AtômicaMovimentação dos átomos na estrutura;

Os átomos de um cristal só ficam estáticos no Zero absoluto (-273°C);

Conforme a temperatura se eleva, as vibrações térmicas facilitam a difusão atômica;

Podem ocorrer em cristais sem defeito pontuais.

Difusão AtômicaGases:

Muito rápida; Exemplo Perfume (Interdifusão).

Líquidos: Movimento dos átomos nos líquidos. Rápidas, mas menos rápidas que as gasosas;

Sólidos; Muito Lentas e necessita de alta energia.

AutodifusãoTroca de localização de átomos em um

mesmo material;

Normalmente não é observada em material puro e monofásicos pois os átomos são todos idênticos;

Quanto maior ponto de fusão, maior a força necessária para movimentação atômica.

InterdifusãoTroca de localização de átomos em materiais

diferentes.Exemplo tratamento térmico superficial em

materiais (Ex: Cementação);Ligas metálicas.

Difusão AtômicaFatores que favorecem o fluxo de átomos:

Baixo Empacotamento atômico;Baixa densidade ou massa específica;Raio atômico pequeno;Ligações fracas (Van der Waals);Baixo ponto de fusão;Presença de imperfeições cristalinas.

Difusão AtômicaFatores que dificultam o fluxo de átomos:

Alto Empacotamento atômico;Alta densidade ou massa específica;Raio atômico grande;Ligações fortes (iônicas e covalentes);Alto ponto de fusão;Alta qualidade cristalina.

Difusão AtômicaEnergia de Ativação;

Energia requerida para superar as “barreiras de energia”.

Átomos pequenos tem a energia de ativação menor do que os átomos grande.

Elevadas energias para átomos de alto ponto de fusão.

Difusão em anel: 3 átomos; 4átomos.

Coeficiente de DifusãoLeis de Fick;Para estado estacionário; :

1° LEI - O fluxo de átomos por unidade de área na unidade de tempo, é proporcional ao gradiente de concentração. J = - D dC/dx J - Fluxo de Átomos por unidade de Área

(átomos/cm².s); D - Coeficiente de difusão (cm²/s); dC/dx – Gradiente de concentração;

Coeficiente de DifusãoLeis de Fick;Para estado não estacionário;

2° LEI - A velocidade diminui com a diminuição do gradiente de concentração. dC/dt = D (d².C/dx²) dC/dt – Variação da concentração no tempo; D - Coeficiente de difusão (cm²/s);

Exemplo de Difusão

BibliografiaVAN VLACK, Lawrence – Princípio da

Ciência dos Materiais;

CALLISTER, Willian – Introdução a Engenharia e

Ciência dos Materiais;

www.cienciadosmateriais.org/

www.mspc.eng.br