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Resumo 2 Nome: Francisca Angélica Albuquerque Severo / Turma: Civil 25 M icroestrutura • Fatores observados com microscópio (Tamanho do grão, formato do grão, etc.) • Influencia diretamente as propriedades físicas e mecânicas. M icroestrutura dos metais. • Os metais realizam ligações metálicas (Núcleos positivos cercados por “mar” de elétrons não ligados a um átomo específico). • Mobilidade dos elétrons confere aos metais e ligas boas propriedades de condução térmica e elétrica. • Formam diversas estruturas cristalinas, as mais estudadas são: o Cúbica de corpo centrado (CCC ou BCC): Célula unitária cúbica com átomos nos vértices e um no centro da célula. o Cúbica de face centrada (CFC ou FCC): Célula unitária cúbica com átomos nos vértices e no centro das faces. o Hexagonal compacta (HC ou HCP): Célula unitária prismática hexagonal com átomos nos vértices da célula, no centro das faces da base, e três em um plano passando pelo “meio” da célula. • Fator de empacotamento (FEA): o Razão entre o volume ocupado pelos átomos na célula unitária e o volume total dela. o Parâmetro que ajuda a calcular quantos por centro da célula é apenas espaços vazios. 𝑭𝒂𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒆𝒎𝒑𝒂𝒄𝒐𝒕𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 (𝑭𝑬𝑨) = 𝑽𝒐𝒍. 𝒅𝒆 á𝒕𝒐𝒎𝒐𝒔 𝒏𝒂 𝒄é𝒍𝒖𝒍𝒂 𝒖𝒏𝒊𝒕á𝒓𝒊𝒂 𝑽𝒐𝒍. 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒂 𝒄é𝒍𝒖𝒍𝒂 𝒖𝒏𝒊𝒕á𝒓𝒊𝒂 • Cálculo do fator de empacotamento: Relações de geometria relacionando o raio do átomo e a aresta da célula e algumas relações: o Átomos nos vértices só tem 1/8 do volume na célula unitária cúbica e 1/6 na célula hexagonal. o Átomos nas faces só tem 1/2 do volume na célula unitária. o Átomos no centro tem todo seu volume na célula unitária. o FEA(Cúbica de face centrada) = 0,74 o FEA(Cúbica de corpo centrada) = 0,68 o FEA(Hexagonal compacta) = 0,74 o Importante na densidade de um material. • Imperfeições: Interferem diretamente em algumas propriedades da liga. o Impurezas pontuais afetam a formação de fases. o Discordâncias e contornos de grão afetam as propriedades mecânicas. • Diagramas de fase dos metais: É mostrado tanto as soluções homogêneas quanto as heterogêneas das ligas. M icroestrutura das cerâmicas • Formadas por ligações entre metais e não metais e ligações que variam desde totalmente iônicas até predominantemente covalentes. • Propriedades normalmente obtidas por tratamento térmico. • Estruturas amorfas ou cristalinas. • Ligação predominantemente iônica: o Íons eletricamente carregados (Cátion → Íon metálico; Ânion → Íon não metálico) o Magnitude da carga e o tamanho relativo entre cátion e ânion (Razão entre os raios iônicos) influenciam na estrutura do cristal. 𝑅𝑎𝑖𝑜 𝑖ô𝑛𝑖𝑐𝑜 ≠ 𝑅𝑎𝑖𝑜 𝑎𝑡ô𝑚𝑖𝑐𝑜 ∗ * Raio atômico (Neutro);Raio iônico (Ionizado) ▪ M agnitude da carga: • Cargas positivas dos cátions devem ser equilibradas pelas cargas negativas dos ânions, ou seja, cristal eletricamente neutro. 𝐶𝑛+ + 𝐴𝑚− → 𝐶𝑚𝐴𝑛 ▪ Tamanho relativo entre cátion e ânion: • Cátions cede elétrons → Nuvem eletrônica menor → Cátions menores que ânions → 𝑟𝑐 𝑟𝑎 Rigidez, resistência, ductilidade e tenacidade. • Diagrama de Tensão x Deformação fornece propriedades importantes. • Aplicação de carga se divide em 4 tipos: o Cresce gradualmente : Aumento gradual da tensão. o Longa duração: Carga aplicada em um longo período (Peso de uma estrutura). o Cíclico: Carga aplicada e retirada ciclicamente (Carro em ponte). o Impacto: Carga aplicada “instantaneamente” (Impacto de veículo). Regime elástico • Corpo recupera a forma inicial quando a carga é removida. • A ligação “puxa” o átomo de volta quando não tem mais força externa (Análogo a sistema massa-mola). • No gráfico de Tensão x Deformação, a tangente da reta de carregamento é numericamente igual ao módulo de elasticidade. Regime plástico • Corpo não recupera a forma inicial quando a carga é removida. • Deslizamento entre camadas de átomos e nova posição tão estável quanto a anterior, ocorrendo reorganização da estrutura. • Deslizamento: o Ocorre em um plano (Maior densidade planar = plano com empacotamento mais denso) e em uma direção(Maior densidade linear = direção mais compactada com átomos) preferenciais, chamado de sistema de deslizamento → Depende da estrutura cristalina. o Influenciado pela força, também. • Ponto P a partir do qual o regime de deformação é plástico, a tensão associada a esse ponto é a tensão de escoamento. Obtida por uma reta paralela à região de deformação elástica. Fratura • Imperfeições concentram tensão podendo atingir a resistência → Resistência real