Aula 2_Imperfeicoes

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

 Todos os materiais  grande no de defeitos / 
imperfeições 
 
 “defeito cristalino / imperfeição cristalina” 
 irregularidade na rede cristalina na ordem de um 
diâmetro atômico 
 
 Comportamento mecânico e/ou químico dos 
materiais  sensíveis a desvios da perfeição 
cristalina 
Introdução 
 Defeitos Pontuais 
 
 Defeitos Lineares (unidimensionais) 
 
 
 Defeitos Planares (bidimensionais) 
 
 Defeitos Volumétricos 
Lacunas ou vacâncias, Autoinstersticial, 
Átomos intersticiais, Átomos 
substitucionais 
 Discordâncias 
Contornos de grão, 
Maclas, Superfície 
externa, Falhas de 
empilhamento 
Poros, Inclusões, 
Fissuras 
Defeitos Pontuais / Lacuna ou 
vacância 
- Ausência de um átomo 
 
- Formadas  solidificação do cristal ou por vibrações 
atômicas 
 
- Lacunas em equilíbrio para cada T 
 
- ↑ Temperatura ↑ No de lacunas 
N = NAρ/A 
 Átomo comprimido no interior de um 
interstício 
◦ (pequeno espaço vazio que sob circunstâncias 
ordinárias não é ocupado) 
◦ pouco provável nos metais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEFEITO DE SCHOTTKY DEFEITO DE FRENKEL 
Ausência de par de íons Combinação entre uma 
vacância 
com cargas opostas e cátion intersticial 
 
 
 Não é possível evitar a contaminação do material 
◦ Ligas de metais comerciais 
 Refinar metais – 99,9999% de pureza (1022 a 1023 
átomos de impureza por metro quadrado) 
 
 Adição de átomos de impurezas  solução sólida 
e/ou uma nova segunda fase 
◦ dependendo dos tipos de impurezas, de suas 
concentrações, e da temperatura da liga 
 
 Solução Sólida 
 
 Solvente  maior quantidade 
 (Átomos Hospedeiros) 
 Soluto  menor quantidade 
 (Impureza) 
Defeitos Pontuais / Impurezas 
Químicas 
 
 
 Solução sólida 
 
◦ homogênea em termos de 
composição 
 
◦ impurezas distribuídas 
aleatoriamente no interior do sólido 
 
 Podem ser: 
◦ Substitucional 
◦ Intersticial 
Defeitos Pontuais / Impurezas 
químicas 
 Solução Sólida Substitucional (SSS) 
 
◦ “os átomos de impurezas tomam o lugar dos 
átomos hospedeiros ou os substituem” 
 
◦ Regras de Hume-Rothery 
 Fator Tamanho Atômico –diferença entre os raios atômicos 
menor que 15%. Se for maior – distorções na rede cristalina e 
nova fase 
 Estrutura Cristalina – devem ser as mesmas 
 Eletronegatividade – devem ser similares 
 Valência – próxima 
 Solução Sólida Intersticial (SSI) 
 
◦ “os átomos de impureza preenchem os espaços 
vazios ou interstícios que existem entre os 
átomos hospedeiros” 
 
◦ Metais – FEA relativamente altos – posições 
intersticiais relativamente pequenas. 
Concentração máxima <10% 
 Posições intersticiais – CFC 
 Octaédrica Tetraédrica 
 Posições intersticiais – CCC 
 Octaédrica Tetraédrica 
 
 LIGA Cu-Zn: 
◦ AUMENTO PEQUENO 
TAMANHOS ATÔMICOS 
PRÓXIMOS 
 
 LIGA Cu-Sn: 
◦ AUMENTO MÉDIO - 
TAMANHOS ATÔMICOS 
DIFERENTES 
 
 LIGA Cu-Be: 
◦ AUMENTO ELEVADO 
TAMANHOS ATÔMICOS 
DIFERENTES 
 
 Porcentagem em peso (% p) 
◦ É o peso de um elemento específico em relação ao peso 
total da liga 
 C1 = [m1 / (m1 + m2)] x 100 
 
 Porcentagem atômica (% a) 
◦ É o número de mols de um elemento em relação ao número 
total de mols dos elementos na liga 
 C´1 = [nm1 / (nm1 + nm2)] x 100 
 “discordâncias” - uma 
porção extra de um 
plano de átomos, ou 
semi-plano, cuja aresta 
termina no interior do 
cristal 
 
 Discordância em Aresta 
ou cunha 
 Discordância em Espiral 
 Discordância Mista 
 
◦ Associados com a 
deformação mecânica 
 
 
 As discordâncias 
possuem um 
vetor de 
burguers (b) 
◦ indica o módulo 
do deslocamento 
provocado pelo 
defeito em um 
átomo. 
◦ A velocidade de deslocamento 
das discordâncias aumenta com 
a temperatura 
◦ Impurezas tendem a difundir-se 
e concentrar-se em torno das 
discordâncias formando uma 
atmosfera de impurezas 
◦ As discordâncias contribuem 
para a deformação plástica 
 Os átomos da superfície externa não 
estão ligados ao máximo de vizinhos 
próximos 
◦ Possuem mais energia que os átomos 
internos 
 Separa duas regiões de orientações 
cristalográficas diferentes no material 
 Formados durante a solidificação ou processos 
de deformação e recristalização. 
 Região de alta energia, devido à sua alta 
densidade de defeitos cristalinos. 
Alto ângulo 
Baixo ângulo 
 
 Determinado quando as propriedades de 
um material policristalino estiverem sendo 
consideradas 
 
 
 American Society for Testing and Materials 
(ASTM) 
 
 10 gráficos padrões de comparação com 
tamanhos de grão médios 
 
 Para cada gráfico é atribuída um número 
compreendido entre 1 e 10 ( número de 
tamanho de grão) 
◦ quanto maior este número tanto menores os 
grãos 
 Ampliação de 100x 
 
 Determinação visual 
simples do número de 
tamanho de grão é possível. 
 
N = 2n-1 
 Onde n = número de 
tamanho de grão e N = 
número médio de grãos por 
polegada quadrada numa 
ampliação de 100x. 
 
 
 Tipo especial de contorno de grão 
 Os átomos de um lado do contorno estão em 
posição de espelho dos átomos do outro lado 
do contorno 
 Maclas de deformação ou de recozimento 
 HC (Emplinhamento ABAB...) 
 CFC (Emplinhamento ABCABC) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Falha de emplinhamento  Uma seqüência 
ABCABABCABC em uma região do cristal CFC 
 Geradas durante a deformação plástica 
 
◦ Inclusões – Presença de impurezas estranhas 
◦ Precipitados – Aglomerados de partículas com 
composição diferente do hospedeiro 
◦ Porosidade – origina-se devido a presença de gases, 
durante o processamento