Carmem Gameiro Laranjeira
1 ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS Prof. Dr.: Anael Krelling 1
5 ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS? 5
6 CCC CÚBICA DE CORPO CENTRADO 2 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA. 6
7 CFC CÚBICA DE FACES CENTRADAS 4 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA. 7
8 HC HEXAGONAL COMPACTA 6 ÁTOMOS INTEIROS POR CÉLULA UNITÁRIA. 8
9 FATOR DE EMPACOTAMENTO ATÔMICO 9
10 EXEMPLO 1 Demonstrar que o FEA para uma célula unitária cúbica de corpo centrado é igual a 0,68. 10
11 EXEMPLO 2 ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS Demonstrar que uma célula unitária cúbica de faces centradas obedece a relação: 11
12 COORDENADAS DE PONTOS Representar o ponto de coordenadas: ¼, 1, ½. 12
14 Ponto x y z coordenadas 14
15 DIREÇÕES CRISTALOGRÁFICAS Uma direção cristalográfica é definida como uma linha entre dois pontos ou um vetor. Procedimento para determinação dos índices de Miller de uma direção cristalográfica: transladar o vetor direção de maneira que ele passe pela origem do sistema de coordenadas. determinar a projeção do vetor em cada um dos três eixos de coordenadas. Essas projeções devem ser medidas em termos dos parâmetros de rede (a,b,c) multiplicar ou dividir esses três números por um fator comum, tal que os três números resultantes sejam os menores inteiros possíveis. representar a direção escrevendo os três números entre colchetes: [u v w]. 15
22 PLANOS CRISTALOGRÁFICOS Planos definidos com base na célula unitária São definidos os índices de Miller (hkl) (1) Se o plano passa pela origem definida, a origem deve ser deslocada de uma unidade de parâmetro de rede (2) Identificar os pontos em que o plano intercepta os eixos x, y e z (3) Obter os valores inversos. Um plano paralelo a um eixo intercepta este eixo em infinito e o inverso será 0 (4) Multiplicar os valores obtidos para obter três índices inteiros. (5) Os índices são representados entre parenteses 22
24 Determine os índices de Miller do plano representado na figura 24
29 Determine os índices de Miller do plano representado na figura 29
30 DENSIDADES LINEAR E PLANAR 30
31 EXEMPLO: Determinar a densidade linear na direção [110] e a densidade planar no plano (110) de uma célula unitária CFC. 31
32 IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS DEFEITOS PONTUAIS 32
34 IMPUREZAS 34
35 DISCORDÂNCIAS DEFEITOS EM LINHA 35
38 Densidades de Discordâncias Típicas Materiais solidificados lentamente = 3 10 discord./mm² Materiais deformados= discord./mm² Materiais deformados e tratados termicamente= discord./mm² 38
40 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. 40
41 PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 41
43 DEFEITOS INTERFACIAIS Superfícies Externas Término da estrutura cristalina; ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS Átomos da superfície não estão ligados com a maior quantidade de vizinhos possível; Há o aparecimento de uma energia livre de superfície. 43
44 Contorno de Grão ESTRUTURA CRISTALINA E IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS 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. 44
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