Imperfeição dos solidos cristalinos

1 Estrutura dos metais

Os metais no estado sólido são constituídos de numerosos pequenos cristais e são, portanto materiais poli cristalinos. Esses cristais são normalmente denominados “grãos”.
O exame dos aspectos estruturais é feito com o auxilio de microscópio ótico com aumento de 100 a 1000 vezes. As estruturas que necessitam desse tipo de aumento para o seu exame são classificadas como microestrutura.
Há também uma estrutura dentro dos próprios grãos, o arranjo atômico dos cristais, chamada “estrutura cristalina”.

1.1 – Estrutura cristalina:

Um cristal é definido como um arranjo ordenado de átomos no espaço, constituído de numerosas células unitárias, repetidas em todas as direções.
Uma célula unitária é, portanto, o menor agrupamento de átomos que possui a simetria do cristal.
Existem muitos tipos diferentes de sistemas cristalinos:

- cubico
- tetragonal
- ortorrômbico
- monoclínico
- triclínico
- hexagonal
- romboédrico

Sistemas cristalinos | Eixos | Ângulos | Cubico | a1 = a2 = a3 = a | Todos 90º | Tetragonal | a1 = a2 ≠ c | Todos 90º | Ortorrômbico | a ≠ b ≠ c | Todos 90º | Monoclínico | a ≠ b ≠ c | α = β = 90º | Triclínico | a ≠ b ≠ c | | Hexagonal | a1 = a2 ≠ c | | Romboédrico | a1 = a2 = a3 = a | |

Os cristais cúbicos podem ser:
- cúbico simples
- cúbico de corpo centrado
- cúbico de face cenírada

No caso de metais, a maioria cristalizam-se nos sistemas ccc, cfc e ch. A figura 1.1 ilustra uma estrutura cúbica simples:

Fig. 1.1 – Estrutura cúbica simples
Nº de átomos por célula unitária = 8 x 1/8 = 1
Nº de coordenação nº de vizinhos = 6

Fator de empacotamento = volume dos átomosvolume da célula

FE=43πr32r³ = 0.52

A figura 1.2 indica uma estrutura cubica de corpo centrado. Um átomo não pertence a uma única célula, mas faz parte das oito células que rodeiam. Portanto, apenas 1/8 do átomo de um vértice pertence à célula.

Nº de átomos por célula unitária = 8 x /8 + 1 = 2 Nº