Defeitos Pontuais e Imperfei es 20130407212629

CIÊNCIA DOS MATERIAIS
Defeitos Pontuais e Imperfeições

Prof. Walbert Chrisostomo

Imperfeições Cristalinas: não existe cristal perfeito

Defeitos Pontuais

• Lacunas ou Vacâncias
• Átomos Intersticiais
• Átomos Substitucionais

Defeitos Lineares

• Contornos de Grãos

Defeitos Interfaciais

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Defeitos Pontuais
São irregularidades na rede cristalina dimensões da ordem do diâmetro atômico.
Lacunas e Auto-Intersticiais

com

Lacuna (ou vacância) = ausência de um átomo ou íon em uma posição cristalográfica

Distorção de planos

Nv = número de lacunas
N = número de total sítios atômicos
Qv = energia necessária para a formação de uma lacuna k = constante de Boltzmann (1,38x10-23 J/átomo-K, ou 8,62x10-5 eV/átomo-K, ou 1,987 cal/mol.K)

T = temperatura absoluta

Átomos auto - intersticiais = consiste de um átomo que se encontra comprimido em um sítio intersticial
.

Distorção de planos

Exemplo 1: Calcule a concentração de vacâncias em equilíbrio, por m3 no cobre, a 1000oC . Assuma que a energia para a formação de lacunas seja 0,9 eV/átomo e que o peso atômico e a massa específica para o cobre são 63,5g/mol e 8,4g/cm3.
R: 2,2x1025 lacunas/m3

Exemplo 2: A fração de equilíbrio dos pontos de rede ocupada por lacunas no alumínio sólido a
660oC é 10-3. Qual a energia requerida para criar lacunas no alumínio? R: Q = 12,800 cal/mol
Impurezas nos Sólidos

Soluções Sólidas
Solvente: elemento ou composto em maior concentração Soluto: elemento ou composto em menor concentração Analogia entre solução líquida e sólida

Ciência dos Materiais
James F. Shackelford

Soluções Sólidas

Intersticiais
Ex. C em Fe

Substitucionais
Ex. Cu em Ni

Soluções sólidas
Regras de Solubilidade para soluções substitucionais
(Hume – Rothery)
1) Diferença entre raios atômicos < ±15%
2) Mesma estrutura cristalina para os metais
3) Eletronegatividades semelhantes

4) Valência maior = maior solubilidade

Soluções sólidas

Elemento