ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS
Prof. Dr. Anael Krelling
ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS
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Aprenda sobre a estrutura cristalina em sólidos, incluindo conceitos básicos, estruturas cristalinas de metais, imperfeições pontuais, impurezas, discordâncias e defeitos interfaciais. Saiba como as imperfeições afetam as propriedades mecânicas de materiais cristalinos.
Tipologia: Esquemas
2022
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ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS
Prof. Dr. Anael Krelling
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 DOS METAIS
CFC – CÚBICA DE FACES CENTRADAS
4 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA.
HC – HEXAGONAL COMPACTA
6 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA.
IMPUREZAS
DISCORDÂNCIAS – DEFEITOS EM LINHA
Densidades de Discordâncias Típicas
Materiais solidificados lentamente = discord./mm²
Materiais deformados= discord./mm²
Materiais deformados e tratados termicamente= discord./mm²
103
10 9 1010
105 106 13
- 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.
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.