Aula 5

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Ciências de Materiais I
Prof. Nilson C. Cruz

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Movimentação atômica em materiais

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Difusão

É o movimento, de forma previsível, de átomos dentro de um material.
Para que a difusão ocorra, são necessárias lacunas e energia.

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec

Difusão x Temperatura

www.sorocaba.unesp.br/gpm

A taxa de movimentação dos átomos está associada à temperatura do material através de uma equação de Arrhenius

Taxa = c0 e-Q/RT c0 = constante
R = constante universal dos gases = 1,987 cal/mol-K
T = temperatura absoluta (K)
Q = energia de ativação (cal/mol)

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec

Gráfico de Arrhenius

www.sorocaba.unesp.br/gpm

Taxa = c0 e-Q/RT

ln (Taxa)

ln (Taxa) = ln (c0) -Q/RT

θ(

Q tan   
R
1/T

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec

Exemplo

www.sorocaba.unesp.br/gpm

Suponha que determinados átomos intersticiais se movam de um sítio para outro a taxas de 5x108 saltos/s a 500 °C e 8x1010 saltos/s a 800 °C.
Calcule a energia de ativação para o processo.

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm A equação de Arrhenius é válida para cada situação. Assim,

(i)

Q
5 x10  c0e
 c0e 0,000651Q
1,987(500  273)
8

e,
(ii)

Q
8 x10  c0e
 c0e 0,000469Q
1,987(800  273)
10

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Dividindo (ii) por (i) obtemos

160 = e(0,000651-0,000469)Q
Assim,

Q = 27.880 cal/mol

Ciências de Materiais I - Prof. Nilson – Aula 5

Mecanismos de Difusão

LaPTec www.sorocaba.unesp.br/gpm Auto difusão: átomos do próprio sólido se movem de uma posição para outra da estrutura cristalina.

C
A
D
B

C
D

A
B

Ciências de Materiais I -