8/8/2019 IEM-Texto-7

1/3

ENG06638-Introduo engenharia metalrgicaNestor Cezar Heck / UFRGS DEMET

21

5 - Estruturas cristalinas

5-1. Cristais

Muitos materiais que utilizamos possuem uma poro mnima ao nvel atmico ou clulaunitria que se repete ad infinitum, formando a estrutura do todo.

Figura 5-1: Pssaro, aquarela, M.C.Escher, 1959(o quadrado foi adicionado)

Para explicar esse conceito vamos fazer uso da aquarela Pssaro, de Escher (Figura 5-1). Sedesenharmos sobre essa imagem um quadrado comuma dimenso apropriada podemos reproduzir a

pintura repetindo-o, infinitas vezes, nas duas dimenses1. Note que, nesse processo, h dois fatoresimportantes, que so: (i) a geometria e (ii) a dimenso correta da clula unitria.

Muitos materiais apresentam essa caracterstica (de ordenamento repetitivo) em um nvelatmico, s que nas trs dimenses e no somente no plano, como no Pssaro (ver Figura 5-2).Dizemos que esses materiais tm estrutura cristalina. O antnimo dessa situao pode serexemplificado pelos materiais amorfos ouvtreos.

a

b

c

Figura 5-2: Um exemplo de rede cristalinacbica de um metal: a) vista geral; b) clula unitriamostrando a frao dos tomos que estdentro da clula e a viso explodida dela;c) construo de toda a rede pelo empilhamento de clulas unitrias

1 Na Figura 5-1 ele est alinhado com as bordas, mas isso no necessrio faa um teste!

8/8/2019 IEM-Texto-7

2/3

ENG06638-Introduo engenharia metalrgicaNestor Cezar Heck / UFRGS DEMET

22

As evidncias de que os metais possuem estrutura cristalina vo desde a observao de metaisnativos, com formas geomtricas interessantes, passando pelos espectrogramas obtidos por difraode raios-X, at a observao direta da prpia estrutura no microscpio de fora atmica (Figura 5-3).

A lapidao das gemas pode ser listada entre as conseqncias da existncia da redecristalina em minerais e a deformao plstica em metais2. Tanto a clivagem quanto a deformao

plstica se d em certos planos da rede, Figura 5-4.

b

a

Figura 5-3: Evidncias da rede cristalina em metais: a) cristais cbicos de cobre; b) tomos deouro observados ao microscpio de fora atmicaa) http://www.geo.mtu.edu/museum/Gallery/copper.html

Os tomos na rede cristalina dos metais, embora muitas vezes sejam representados comopontos no espao (representao explodida), esto, na verdade, encostados uns nos outros.

Dependemos do tipo de cristal para saberonde equantos tomos se tocam.

a

b

Figura 5-4: A viso de uma grande poro da rede por meio da representao explodidapermite: (a) observar os planos cristalinos; (b) representar o mecanismo dedeformao plstica do metal a deformao se d ao longo de um plano: o planode escorregamentoFontes: a) www.webelements.com;

b) Callister,W. Mat.Sc. and Eng.: an Intr., Fig.7.3, p.156, 5.ed.

2 Associada nesse caso ligaometlica.

8/8/2019 IEM-Texto-7

3/3