aula 2 Estrutura Cristalina

IMPERFEIÇÕES ESTRUTURAIS
(Defeitos Cristalinos)

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Imperfeições Estruturais

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Imperfeições Estruturais

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Imperfeições Estruturais - Definição
Os defeitos cristalinos são imperfeições que ocorrem no arranjo periódico regular dos átomos em um cristal.

# Podem envolver irregularidades:

 na “posição dos átomos”

 no “tipo de átomos”

# O tipo e o número de defeitos dependem:

 do material
 da “história” de processamento do material
 do meio ambiente
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Imperfeições Estruturais - Defeitos



Através da introdução de defeitos, controlando o número e o

arranja destes, é possível desenvolver (criar) novos materiais com as características desejadas.
Exemplos:



Dopagem em semicondutores
Aumento da resistência por encruamento (aumento da dureza

devido a deformação plástica)

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Concentração de Defeitos


Formação de defeitos  aumento de energia (geralmente térmica)



Aumenta a Temperatura  aumento na concentração de defeitos



A equação a seguir é válida para muitos tipos de defeitos:

CD = ND / N = exp (- QD / kT)
CD = concentração de defeitos
QD = energia de ativação para o defeito k = cte de Boltzmann (1,38 x 10-23 j/átomo-K; 8,62 x 10-5 eV/átomo-K)
T = temperatura absoluta em “Kelvin”
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Gráfico de Arrhenios


O número de vacâncias (lacunas) aumenta exponencialmente com a temperatura.

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Tipos de Defeitos


Todos os cristais reais apresentam inúmeros defeitos, classificados

por sua dimensionalidade.



Defeitos Pontuais (dimensão “um”; associados com 1 ou 2 posições

atômicas): Vacâncias (Lacunas); Impurezas Intersticiais e Substitucionais




Defeitos Lineares (dimensão “um”): Discordâncias (deslocamentos)
Defeitos Planares ou Interfaciais (dimensão “dois”): Superfícies

Externas, Interfaces, Fronteiras de Grão, Contornos de Macla (tipo especial de contorno de grão)



Defeitos Volumétricos (dimensão “três”): Vazios; Fraturas;