defeitos em sólidos

Páginas: 7 (1617 palavras) Publicado: 25 de novembro de 2013
Defeitos em sólidos
Sólidos são estruturas que possuem forma e volume definidos, cujos átomos se encontram próximos e num arranjo fixo, porém não fixo o bastante de forma que tal arranjo não possa ser deformado ou comprimido.
Partindo desse contexto podemos prever que tal estrutura pode apresentar defeitos, e na verdade sempre apresentará, sendo que a quantidade e os diferentestipos presentes em um sólido vão variar de acordo com o material, meio ambiente e as circunstâncias as quais foi processado.
Dentre os defeitos possíveis, abordarão defeitos pontuais, de linha, bidimensionais e de volume.

Defeitos pontuais
Vacância e auto intersticiais
Existe a possiblidade da falta de átomos na estrutura, causada durante a solidificação ou pelas vibrações atómicas, gerandoassim uma lacuna chamada de vacância. A concentração de vacâncias em determinado sólido é dada pela fórmula
NL=Nexp(-Ql/kT)
Onde: N  número total de posições atômicas
NL  número de lacunas
QL energia de ativação para formação de lacunas
k  constante de Boltzmann (8,62x10-5 eV/ at.K)
T  temperatura absoluta
Existe também a interposição de umátomo de mesmo elemento do material, o qual não se encaixa no retículo cristalino chamada de auto interstício (não será a substituição de um átomo por outro, mas sim a adição de um átomo entre átomos que ocupam o ‘’lugar certo’’), o que gera na estrutura do retículo cristalino uma grande distorção.



Segue-se a ilustração:


Impurezas
As impurezas são átomos que ocupam espaços os quais nãohaveria, ou não teria átomos de elementos diferentes no retículo cristalino, lembrando que no auto interstício os átomos que ocupam espaços vazios são do mesmo elemento do material.
Onde houver a substituição de um átomo que faria parte do retículo por átomo de outro elemento será chamada de impureza substitucional, e onde houver ocupação de um átomo e um espaço será chamada se impurezaintersticial.
Segue-se a ilustração:


É importante falar que esse tipo de defeito também ocasiona grande distorção do retículo, quanto maior for o átomo da impureza, e que mesmo com as técnicas mais eficientes que existem em refinar metais o máximo de pureza obtido será de 99,9999%, ou seja, é impossível existir um solido sem qualquer impureza, atualmente.

Solução Sólida ou Liga Metálica
Umaliga metálica é a mescla de diferentes átomos metálicos em um único composto sólido (homogêneo ou não), o qual apresentará propriedades diferentes de um solido metálico que não seja uma liga, porém o tipo da estrutura do retículo não muda, variando apenas a estequiometria do composto, é importante lembra que o balanço das cargas tem de ser mantido, por isso metais d serão mais vistos em ligas, umavez que podem mudar mais facilmente seu estado de oxidação. Uma aplicação comum de uma propriedade obtida com uma solução sólida é uma liga de aço (que é ferro ao carbono) combinado com cobre resultará em uma liga de maior resistência à corrosão atmosférica, sendo amplamente usada em conexões hidráulicas expostas.
Há uma diferenciação entres as estruturas das ligas, chamando liga substitucional(figura A) aquela que os átomos elemento do soluto tomarão posições de átomos do elemento solvente; e liga intersticial (figura B) aquela que os átomos do solvente ocuparam posições entre os átomos do retículo cristalino, sem substituí-los; mas se os átomos do soluto ocuparem um arranjo definido ao longo do retículo considera-se a liga substitucional (figura C).
(A) (B) (C)

Pode-seobservar que é o mesmo conceito de uma impureza, porém na liga não ocorre mudança na estrutura a ponto de causar grande distorção na estrutura, pois há alguns critérios a serem obedecidos para que a grande distorção não ocorra.
Na liga substitucional, os átomos do soluto e solvente podem ter uma diferença de raio de no máximo 15%; as estruturas cristalinas do solvente e soluto ‘’puros’’ sejam...
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