ciencias dos materiais

Páginas: 12 (2915 palavras) Publicado: 17 de setembro de 2014
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Ciência de Materiais

UNIDADE II
ESTRUTURA CRISTALINA

Ciência de Materiais

CONTEUDOS

3.1 - Estruturas Cristalinas: Conceitos fundamentais; Células unitárias;
Estruturas cristalinas dos metais.
3.2 - Sólidos não-cristalinos

Ciência de Materiais

A estrutura de sólidos cristalinos
Por que estudar a estrutura de sólidos cristalinos?
 As propriedades de algunsmateriais estão diretamente relacionadas às suas
estruturas cristalinas.
ex: Magnésio e Berílio que têm a mesma estrutura se deformam muito
menos que ouro e prata que têm outra estrutura cristalina.

 Explica as diferenças significativas nas propriedades apresentadas por materiais
cristalinos e não-cristalinos que possuem a mesma composição.

Exemplo: cerâmicas e polímeros não cristalinossão normalmente
opticamente transparentes; os mesmos materiais em forma cristalina
tendem a ser opaco ou, na melhor das hipóteses, translúcidos.
4

ESTRUTURAS CRISTALINAS(CONT.)

• Os
materiais
sólidos
podem
ser
classificados em cristalinos ou nãocristalinos de acordo com a regularidade
na qual os átomos ou íons se dispõem em
relação à seus vizinhos.
• Material cristalino é aquele noqual os
átomos encontram-se ordenados sobre
longas distâncias atômicas formando uma
estrutura tridimensional que se chama de
rede cristalina
• Todos os metais, muitas cerâmicas e alguns
polímeros formam estruturas cristalinas sob
condições normais de solidificação
5

O Cristal Perfeito - Estrutura Cristalina
 Muitos materiais - metais, algumas cerâmicas, alguns
polímeros - ao sesolidificarem, se organizam numa rede
geométrica 3D - a rede cristalina.

Estes materiais cristalinos, têm uma estrutura altamente
organizada, em contraposição aos materiais amorfos, nos quais
não há ordem de longo alcance.
Cristal 1

Fronteira

Cristal 2

Fronteira entre dois cristais de TiO2.
Note a organização geométrica dos átomos .

Carbono amorfo.
Note a desorganização naposição dos átomos.
6

Imagens obtidas com Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET).

Nos Materiais Não-Cristalinos ou Amorfos não existe ordem de longo
alcance na disposição dos átomos

Ordenamento regular dos átomos

Ordenamento somente a curtas distâncias

As propriedades dos materiais sólidos cristalinos depende da estrutura
cristalina, ou seja, da maneira na qual os átomos,moléculas ou íons estão
espacialmente dispostos.

Há um número grande de diferentes estruturas cristalinas, desde
estruturas simples exibidas pelos metais até estruturas mais complexas
exibidas pelos cerâmicos e polímeros
7

Célula Unitária
(unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional)

Como a rede cristalina tem uma estrutura repetitiva, é
possível descrevê-la a partir deuma estrutura básica,
como um “tijolo”, que é repetida por todo o espaço.

Células Não-Unitárias

Célula Unitária
Menor “tijolo” que repetido
reproduz a rede cristalina

8

CÉLULA UNITÁRIA(CONT.)
(unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional)

Consiste num pequeno grupos de átomos que formam um modelo
repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos dacorrente)
A célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura
cristalina

Os átomos são representados como esferas rígidas

9

Sistemas Cristalinos
São todas as formas de células unitárias possíveis que podem ser "empilhadas" e
preencher totalmente o espaço tridimensional. Estes sistemas incluem tôdas as
possíveis geometrias de divisão do espaço por superfíciesplanas contínuas.
Reticulado

x, y, z = eixos

a, b, c = comprimentos das
arestas

, ,  = ângulos interaxiais

Célula Unitária

11

12

13

Os 7 Sistemas Cristalinos
Só existem 7 tipos de células unitárias que preenchem
totalmente o espaço

Cúbica
a=b=c, °

Hexagonal*
Romboédrica
a=b=c, ° a=bc, °°

Tetragonal
a=bc, °...
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