Engenharia de Materiais

CAP III - ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO DOS SÓLIDOS
OBJETIVOS
- DESCREVER A DIFERENÇA ENTRE CRISTAL E VIDRO
- CARACTERISAR AS DIVERSAS FORMAS DE ARRANJO
DOS ÁTOMOS DOS SÓLIDOS NUMA REDE REGULAR.
- COMPREENDER O PRINCÍPIO DA TÉCNICA DE DIFRAÇÃO
DE RAIOS-X PARA DETERMINAR A ESTRUTURA DOS
MATERIAIS.
ESTADOS FÍSICOS DOS MATERIAIS.
- ORDEM E DESORDEM
É o balanço entre a energia de coesão (tende a aproximar os átomos) e a energia térmica (tende a separar os átomos) que determina o estado físico.
Eth = kT

(I)

k = cte. de Boltzmann (1,381 x 10-23 JK-1) = R/NA
Energia de coesão: aquela necessária para dissociar o sistema em seus constituintes ( para vaporisá-lo). Figura 3.1.

PODE-SE

FAZER

A

DIFERENÇA

ENTRE

O

ESTADO

ORDENADO DE UM CRISTAL E A ESTRUTURA ORDENADA
À CURTA DISTÂNCIA DOS LÍQUIDOS ATRAVÉS DA
SEGUINTE EXPERIÊNCIA: COLOCAÇÃO DE 100 PEQUENAS
ESFERAS DE MESMO DIÂMETRO ( 3MM APROX.) DENTRO
DE UM RECIPIENTE. OBTEM-SE UM CONJUNTO DE
ESFERAS DESORGANIZADAS. AGITANDO LIGEIRAMENTE
O RECIPIENTE, OBSERVA-SE A FORMAÇÃO DE ZONAS
ORGANIZADAS (O QUE CORRESPONDE AO ESTADO
CRISTALINO). Figura 3.2.

- ARRANJO DOS ÁTOMOS NOS SÓLIDOS
NO CASO DE UM CRISTAL PERFEITO OU IDEAL, O
ARRANJO REGULAR DOS ÁTOMOS SE ESTENDE A
DISTÂNCIAS MUITO GRANDES.
O

ARRANJO

DOS

ÁTOMOS

INFLUI

PROPRIEDADES FÍSICAS DO MATERIAL. EXEMPLO:
DIAMANTE X GRAFITE.
EXISTEM DUAS FORMAS CRISTALINAS:

NAS

- MONOCRISTALINA
- POLICRISTALINA
Figura 3.3.

Materiais metálicos utilizados correntemente, bem como uma boa parte das cerâmicas e alguns polímeros têm uma estrutura
POLICRISTALINA

(formada

de

um

grande

número

de

microcristais ligados entre si por zonas menos ordenadas conhecidas como juntas de grãos.

MODIFICAÇÃO DA MICROESTRUTURA CRISTALINA
MUDANÇA CONSIDERÁVEL NO COMPORTAMENTO DO
MATERIAL. Ex. A diminuição do tamanho dos grãos numa estrutura policristalina acarreta uma MAIOR RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO