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Exercícios sobre Difusão

1- Suponha que uma chapa fina de ferro a 700(C, tenha um de seus lados exposta a uma atmosfera carborizante (rica em carbono) e seu outro lado a uma atmosfera descarborizante. Supondo que o estado estacionário seja alcançado, calcule o fluxo de átomos de carbono que se difundem através desta chapa se a concentração de carbono nas posições de 5 e 10 mm da superfície é 1,2 e 0,8 kg/m3, respectivamente. Assumo que o coeficiente de difusão do carbono do ferro nesta temperatura é 3x10-11 m2/s.
R: 2,4 x 10 -9 kg/m2/s

2- Para algumas aplicações é necessário endurecer a superfície dos aços para conferir maior resistência ao desgaste. Um maneira de fazer isso é através do processo de cementação gasosa, na qual há um aumento da concentração de carbono na superfície através da introdução de átomos de carbono (proveniente de um gás, como o metano) por difusão à elevadas temperaturas. Considerando um aço cuja concentração inicial de carbono é 0,25% que seja submetido à cementação à 900(C e que a concentração de carbono na superfície seja aumentada e mantida a 1,2%, calcule quanto tempo é necessário para tingir uma concentração de 0,8% de Carbono a 5mm abaixo da superfície.
D= 1,6x10-11 m2/s.
R= 7,1 h

3- Os coeficientes de difusão do cobre no alumínio a 500(C e 600(C são 4,8x10-14 m2/s e 5,3x10-13 m2/s, respectivamente. Calcule o tempo aproximado a 500(C que irá produzir os mesmos resultados da difusão (em termos da concentração do cobre em algum ponto específico no alumínio) se a mesma fosse realizada à 600(C durante 10 h.
R= 110,4 h

4- Explique como os defeitos cristalinos contribuem para a difusão.
5- Explique porque a difusão de intersticiais é mais rápida que a difusão de vacâncias.
6- A difusão é mais rápida no contorno de grão ou na superfície? Por quê?
7- Quais são as principais forças motrizes para que ocorra a difusão?
8- Cite 3 exemplos práticos de processos que são baseados em fenômenos difusivos.
9- Quais são os