8a_aula_ _imperfeicoes_e_movimentos

MATERIAIS I
IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
MOVIMENTOS ATÔMICOS

Bauru, setembro de 2012
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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos em relação aos arranjos atômicos perfeitos
• Defeitos Pontuais
• Defeitos de Linha
• Imperfeições de Fronteira

resistência mecânica propriedades elétricas propriedades químicas
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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais

vazios

defeito intersticial

defeito de
Schottky

defeito de
Frenkel

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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais – exemplo

• A densidade experimental de um mono cristal de alumínio é 2,697 g/cm3. O parâmetro da célula unitária é 4,049 Å. Se a discrepância entre o valor calculado e o experimental da densidade é resultante de vazios.
(a) qual a fração dos átomos que estão faltando? (b) quantos vazios existem por cm3?
*estrutura CFC
**massa atômica do alumínio = 26,98 g

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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais – Vazios ou lacunas
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Empacotamento imperfeito
Vibrações térmicas – temperatura elevada

 Qv 
N v  N exp  

 kT 
Nv= número de vazios por cm3
N= número de átomos por cm3
Qv= energia para se produzir um mol de vazios, cal/mol k= constante do gás = 8,31 J/mol.K ou 1,987 cal/mol.K T = temperatura em K.
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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais – Vazios ou lacunas

• Exemplo

- Calcule a concentração de lacunas no cobre a temperatura ambiente (25 °C).
- Que temperatura de tratamento térmico do cobre será necessária pra que a concentração de lacunas produzidas seja 1000 vezes superior à concentração equilíbrio a temperatura ambiente?
*Considere que são necessárias 20.000 calorias para produzir um mol de lacunas no cobre.
**Dado = parâmetro de rede do cobre CFC é de
0,36252 nm.
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IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais – Intersticiais
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Fator de empacotamento atômico baixo
Alojamento de um átomo extra na estrutura cristalina Exemplo: aço-carbono

Átomo intersticial pequeno Átomo intersticial grande – maior distorção 7

IMPERFEIÇÕES CRISTALINAS
 Defeitos Pontuais – Schottky
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