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4 ORIGENS E IMPERFEIÇÕES DA ESTRUTURA CRISTALINA 4.1. INTRODUÇÃO
O arranjo cristalino foi abordado até aqui assumindo-se que a distribuição de átomos no espaço ocorre de maneira ideal, sem a presença de imperfeições. Entretanto, todos os materiais cristalinos exibem, em maior ou menor intensidade, defeitos ou imperfeições, o que é função direta da natureza da transformação de fases que resulta no sólido ou dos processamentos posteriores aos quais o material é submetido. A estrutura cristalina pode surgir, basicamente, a partir de transformações de fase do tipo vapor/sólido, líquido/sólido ou sólido/sólido. Dependendo do tipo de transformação envolvido e principalmente, do controle que se exerce sobre a mesma, surgem as imperfeições estruturais. A natureza e a quantidade dessas imperfeições ou defeitos afetam as propriedades e o desempenho dos materiais cristalinos. Algumas propriedades como a densidade ou as constantes elásticas do material não são afetadas pela presença de imperfeições da rede cristalina. Entretanto, o mesmo não é verdade em relação a algumas propriedades mecânicas ou elétricas. Por exemplo, alguns poucos átomos estranhos à rede cristalina do silício alteram seu comportamento elétrico ou ainda, a presença de alguns tipos de imperfeições na rede cristalina de metais como o alumínio altera radicalmente sua ductilidade ou sua resistência mecânica. O tipo mais comum de transformação de fases que resulta em um material cristalino, principalmente em materiais metálicos, é a transformação líquido/sólido ou solidificação. A solidificação é rotineiramente encontrada em uma vasta gama de processos industriais, desde a obtenção de cristais de alta perfeição estrutural para utilização em dispositivos eletrônicos até processos de fundição e soldagem de ligas metálicas. Essa transformação e a conseqüente formação da estrutura cristalina, invariavelmente ocorre a partir de duas etapas, que são vitais na definição da qualidade estrutural: a nucleação e o