FACULDADE PITGORASINTRODUO A CIENCIA DOS MATERIAISENGENHARIA
CIVILSALA 307 - NOTURNO
EXPERIMENTO: ESTRUTURA DOS MATERIAIS CRISTALINOS
LLIA FONSECA NEVESLOURDILEIA DOS SANTOS CORREARAFAELA MADEIRA
REISROBSON ALENCAR ABREURUBENS CALMON OLIVEIRA SILVASEBASTIO ROCHA
COSTA
SO LUIS2015
SUMRIO
OBJETIVOS2INTRODUO2MATERIAIS3MTODO3RESULTADOS E
DISCUSSES4CONCLUSO5REFERENCIAS6ANEXOS7
OBJETIVOS
Demonstrar e fazer entender forma pratica a diferena na
estrutura atmica molecular entre os materiais cristalinos; Desenhar
clulas unitrias para as estruturas cristalinas Cbico simples (CS),
Cbica de Corpo Centrado (CCC), Cbica de Face Centrada (CFC) e
Hexagonal Compacta (HC).
INTRODUO
A estrutura dos materiais slidos resultado da natureza de suas
ligaes qumicas, a qual define a distribuio espacial de seus tomos,
ons ou molculas. A grande maioria dos materiais comumente
utilizados em engenharia, particularmente os metlicos, exibe um
arranjo geomtrico de seus tomos bem definido, constituindo uma
estrutura cristalina. Um material cristalino, independentemente do
tipo de ligao encontrada no mesmo, apresenta um agrupamento
ordenado de seus tomos, ons ou molculas, que se repete nas trs
dimenses. Nesses slidos cristalinos, essa distribuio muito bem
ordenada, exibindo simetria e posies bem definidas no espao. Em
estruturas cristalinas, o arranjo de uma posio em relao a uma outra
posio qualquer deve ser igual ao arranjo observado em torno de
qualquer outra posio do slido, ou seja, qualquer posio em uma
estrutura cristalina caracteriza-se por apresentar vizinhana
semelhante. A partir do conceito de estrutura cristalina, onde,
possvel descrever um conjunto de posies atmicas, inicas ou
moleculares repetitivas, surge o conceito de clula unitria. Uma
clula unitria definida como a menor poro do cristal que ainda
conserva as propriedades originais do mesmo. Atravs da adoo de
valores especficos associados s unidades de medidas nos eixos de
referncias, definidos como parmetros de rede, e aos ngulos entre
tais eixos, pode-se obter clulas unitrias de diversos tipos.
MATERIAIS
Bolas de isopor de 30 e 20 mm Palitos rolios de madeira Tinta
guache Pincel de cerdas Estiletes Rgua e transferidor.
MTODO
Para o Cbico simples (CS), foi feito um corte transversal em uma
bola de isopor de 30 mm, em seguida foram feitos dois cortes em
cada metade afim de adquirir 8 partes iguais representando o
formato de 1/8 do tomo em que cada parte representa 1 vrtice do
tomo fixada em cada extremidade do palito de dente com angulao de
90. A clula unitria contm apenas um tomo.Cbica de Corpo Centrado
(CCC), foi feito um corte transversal em uma bola de isopor de 30
mm, em seguida foram feitos dois cortes afim de adquirir 8 partes
iguais representando o formato de 1/8 do tomo em que cada parte
representa 1 vrtice do tomo fixada em cada extremidade do palito de
dente ao centro foi fixada uma bola de isopor de 30 mm. Na
estrutura existem dois tomos.Cbica de Face Centrada (CFC), foi
feito um corte transversal em 4 bolas de isopor de 30 mm, em
seguida foram feitos dois cortes em duas partes de uma das bolas
afim de adquirir 8 partes iguais representando o formato de 1/8 do
tomo em que cada parte representa 1 vrtice do tomo fixada em cada
extremidade do palito de dente, as outras 6 partes foram fixadas no
centro de cada face do cubo com palitos de dente. H quatro tomos
por clula unitria na estrutura.Hexagonal Compacta (HC) foi feito um
corte transversal em 2 bolas de 30 mm em seguida foram feitos dois
cortes em cada metade resultando em 16 partes iguais. Mais 1 bola
foi cortada ao meio, sem segunda se juntaram 6 partes pequenas e
uma metade para se formar dois hexgonos, que se juntam a 3 bolas de
20 mm ao centro em formato triangular (com ngulo de 60). H seis
tomos por clula unitria.
RESULTADOS E DISCUSSES
Para a realizao da prtica, foi disponibilizado pelo professor a
representao grfica das principais estruturas cristalinas que esto
presentes em cerca de 90% dos metais. So elas; cbica de corpo
centrado, cbica de face centrada e hexagonal compacta. Atravs da
representao grfica disponibilizada realizamos a montagem das
clulasA estrutura dos materiais slidos resultado da natureza de
suas ligaes qumicas, a qual define a distribuio espacial de seus
tomos, ons ou molculas. A grande maioria dos materiais comumente
utilizados em engenharia, particularmente os metlicos, exibe um
arranjo geomtrico de seus tomos bem definido, constituindo uma
estrutura cristalina. notria a dificuldade de se analisar tais
estruturas, o experimento proporcionou um momento de entendimento
mutuo sobre o arranjo atmico de cada estrutura, visto que houve uma
interao de todo o grupo tendo em vista montar o esquema que as
representasse.Durante a prtica realizada observou-se as
caractersticas das clulas unitrias de cada estrutura, onde se
avaliou o nmero de tomos inteiros presentes em cada clula unitria,
o nmero de coordenao, fator de empacotamento atmico e a organizao
da estrutura tridimensional. Um material cristalino,
independentemente do tipo de ligao encontrada no mesmo, apresenta
um agrupamento ordenado de seus tomos, ons ou molculas, que se
repete nas trs dimenses. Nesses slidos cristalinos, essa distribuio
muito bem ordenada, exibindo simetria e posies bem definidas no
espao.
CONCLUSO
Portanto com esta aula pratica no laboratrio de qumica,
assimilamos as diferentes estruturas cristalinas dos metais, na
qual se realizou a montagem de 04 estruturas cristalinas,
observamos que:Atravs da montagem das estruturas, foi possvel
visualizar e compreender de forma clara a estrutura dos tomos e a
ligao formada entre eles.Observamos a diferena entre eles, muitas
vezes causadas pela temperatura e presso, que podem alterar a
estrutura destas, o que chamamos de polimorfismo ou alotropia.Com
isso foi possvel Entender a Estruturas Cristalinas dos Slidos,
observamos que o estudo das propriedades para cada tipo de
estrutura fundamental para sua seleo e aplicao, tendo em vista que
muitas estruturas so similares em suas caractersticas fsicas e por
isso necessria uma anlise profunda para utilizao desse
material.
REFERENCIAS
http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=6&top=65;
acessado em 26/04/2015 s 18:42http://www.trajanocamargo.com.br;
acessado em 30/04/2015 s 00:41CALLISTER Jr, W. D. Cincia e
Engenharia de Materiais: Uma introduo, Rio de Janeiro: LTCS.A.
(2002) 589p.VAN VLACK, L. H., Princpios de Cincia e Tecnologia dos
Materiais, Rio de Janeiro: Campus(1994) 567p.
ANEXOS
Tabela 01METAISESTRUTURA CRISTALINARAIO ATMICORELAO DO PARMATRO
DE REDE COM RAIO
AlumnioCFC0,1434R/(2)1/2 = 2R(2)1/2
CobaltoCCC0,1252R
CromoCCC0,1284R(3)1/2
FerroCCC0,1244R(3)1/2
NquelCFC0,1252R(2)1/2 2R
ZincoHC0,1332R
Cloreto de SdioCFC
Cloreto de CsioCS
Tabela 02METAISFEANMERO DE COORDENAOVOLUME DA CLULA
UNITRIADENSIDADE RELATIVA (G/CM)
Alumnio0,74128r3. 23/22,70
Cobalto0,74128r38,83
Cromo0,68864r3/33/27,19
Ferro0,68864r3. 33/27,87
Nquel0,74128r3. 23/28,90
Zinco0,74128r37,13
Cloreto de Sdio0,676
Cloreto de Csio0,688
