estruturas cristalinas

Disc. Engenharia dos Materiais
Prof. Marcos Lopes

Aula03 – Estrutura Atômica e os Elementos

Objetivos:

Descrever a diferença na estrutura atômica molecular entre os materiais cristalinos e não-cristalinos;
Desenhar células unitárias para as estruturas cristalinas CS, CFC, CCC e HC;
Desenvolver as relações entre a aresta da célula unitária e o raio atômico para as estruturas CS, CFC e CCC;
Calcular massas específicas para metais com as estruturas CFC e CCC dadas as suas dimensões de suas células.

Introdução:

Próximo nível estrutural dos materiais: cristalino ou não-cristalino: SiO2

Sólidos podem ser classificados de acordo com a regularidade do arranjo de seus átomos.

Mat. Cristalino: átomos em arranjo repetitivo ao longo de grandes distâncias atômicas.

Todos os metais, muitos mat. cerâmicos e certos polímeros.

Mat. Amorfos: demais materiais (sem arranjo cristalino)

As propriedades de alguns materiais estão diretamente relacionadas às suas estruturas cristalinas.

O Magnésio e Berílio puros, que possuem uma determinada estrutura cristalina, são muito frágeis em relação ao ouro e a prata puros e que possuem outra estrutura cristalina.

Existem diferenças significativas de propriedades de materiais cristalinos e não-cristalinos de mesma composição.

Usa-se o modelo atômico de esferas rígidas para descrever as estruturas dentro de uma célula unitária repetitiva:

Células Unitárias:

Subdivisão conveniente da estrutura cristalina em pequenas entidades que se repetem.

Normalmente paralelepípedos.

Em geral os vértices devem coincidir com os centros dos átomos.

Pode existir mais de uma célula unitária para determinado material.

Estruturas cristalinas dos metais:

Metais: ligação metálica
Ligação não direcional;
Normalmente um único elemento (mesmo raio atômico);
Poucas restrições em relação à quantidade e posição dos átomos vizinhos;
Muitos vizinhos próximos;
Alto grau de empacotamento;