imperfeições nos sólidos

Páginas: 6 (1340 palavras) Publicado: 16 de maio de 2014
Ciência dos Materiais

Prof. Kristopher Mendes

Unidade 03
Imperfeições nos Sólidos

Pontos a serem discutidos:
• Quais os tipos de defeitos que surgem nos sólidos?

• O número e o tipo de defeitos podem variar e serem
controlados?
• Como os defeitos afetam as propriedades dos materiais?

• Os defeitos são desejáveis?
• Como os defeitos pontuais presentes nas cerâmicas diferemdos metais?
• Nas cerâmicas, como as impurezas são acomodadas no
reticulado e como elas afetam as propriedades?

Tipos de imperfeições
Defeitos pontuais:
•Lacunas
•Átomos intersticiais
•Átomos substitucionais
Defeitos lineares:
•Discordâncias
Defeitos interfaciais:

•Contornos de grão

Defeitos pontuais
• Lacuna: ausência de um átomo na estrutura

distortion
Distorção
ofplanes
de planos

lacuna
Vacancy

• Auto-intersticial: átomo "extra" posicionado em um sítio intersticial.

distortion
Distorção
of planes
de planos

auto-intersticial
selfinterstitial

Concentração de equilíbrio de defeitos pontuais
A concentração de equilíbrio varia com a temperatura, conforme a
equação abaixo:

Onde:

  Qd 
N d  N . exp 

 k.T 

Nd:

número dedefeitos.

N:

número total de sítios atômicos.

Qd:

energia de ativação.

k:

constante de Boltzmann

(1,380 x 10-23 J/átomo.K ou
8,620 x 10-5 eV/átomo.K).

T:

temperatura absoluta [T(K) = T(oC) + 273].

Estimativa da concentração de lacunas
Determine o número de lacunas em equilíbrio em 1,000 m3 de cobre a
1000oC.

Cu(1000ºC) = 8,400 g/cm3

ACu = 63,550 g/mol

Ql= 0,900 eV/átomo

Dados:

NA = 6,023 x 1023 átomos/mol

Temos:

NA
28
N  .
.V  7,961 x 10 sítios
ACu
Logo:

 0,900


N l  7,961 x 10 . exp 

5
 8,620 x 10 .1273
28

Nl = 2,183 x 1025 lacunas

Defeitos em estruturas cerâmicas
•Defeito de Frenkel: um cátion está fora do lugar.
•Defeito de Shottky: um par de lacunas de um cátion e um ânion.

Defeito deShottky

Defeito de Frenkel

•Concentração de equilíbrio de defeitos:

  Q fr 
N fr  N . exp 
 2k.T 




  Qs 
N s  N . exp 

 2k.T 

Defeitos pontuais em ligas
Existem duas possibilidades quando um elemento é adicionado a outro:
1) Solução sólida de B em A, com distribuição aleatória dos átomos.

ou

Liga substitucional (Cu em Ni)

Liga intersticial (C emFe)

2) Solução sólida de B em A, mais partículas de uma nova fase
(normalmente quando há uma maior quantidade de B)
Partícula de segunda fase:
-composição diferente.
-estrutura diferente.

Impurezas em cerâmicas
Impurezas devem também satisfazer o balanço de cargas.
Exemplo: NaCl
• Cátion substitucional

lacuna cátion
Ca2+
Na+
Na+

Geometria inicial

Impureza Ca2+

• Ânionsubstitucional

Ca2+
Geometria resultante
Lacuna ânion

O2-

Geometria inicial

ClClImpureza O2-

Geometria resultante

Composição ou concentração
Definição: quantidade de soluto (B) e solvente (A) no sistema.
Há duas descrições:

% em peso (%p)
mB
CB 
.
100
m A  mB

% atômica (%a)
nmB
'
CB 
. 100
nmA  nmB

Conversão entre % em peso e % atômica em uma liga A-B:'
C B . AB
CB  '
.
100
'
C A . AA  C B . AB

C B . AA
C 
.
100
C A . AB  C B . AA
'
B

• Base para conversão:
Massa de B = mols de B x AB, onde AB é o peso atômico de B.
Massa de A = mols de A x AA, onde AA é o peso atômico de A.

Defeitos lineares: discordâncias
• Causam escorregamento entre planos cristalográficos quando se
movem.

• Produzem deformação permanente(plástica).
Exemplo: cristal hexagonal compacto (HC):
• antes da deformação

• após a deformação

planos de
escorregamento

Tipos de discordâncias
Discordância em aresta: uma porção extra de um plano de átomos, cuja
aresta termina no interior do cristal.

Vetor de Burgers

Linha da
discordância
aresta

Discordância em espiral: apresenta
uma trajetória espiral ou helicoidal...
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • Imperfeições em solidos
  • Imperfeições nos Sólidos
  • Imperfeições nos sólidos
  • Imperfeições do Solidos
  • Imperfeições de Sólidos
  • Imperfeições em sólidos
  • IMPERFEIÇÕES NOS SÓLIDOS
  • imperfeiçoes de solidos

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!