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1 ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS ESTRUTURAS AMORFAS Prof. Rubens Caram R. Caram - 2 INTRODUÇÃO Também denominadas de estruturas VÍTREAS tê como características: Arranjos atômicos aleatórios Arranjos sem simetria Arranjos sem ordenação atômica de longo alcance Estrutura observada em gases, líquidos e em alguns sólidos alotrópicas Por definição: Material tem estrutura amorfa quando o resfriamento a partir do líquido implica em: Variação contínua de viscosidade, ou, Variação contínua de volume. Em materiais amorfos: Temp. transição vítrea: não ocorre variação brusca viscosidade Em materiais cristalinos: Tem. De fusão: aumento repentino da viscosidade R. Caram - 3 VISCOSIDADE Variação da viscosidade com a temperatura para materiais amorfos e cristalinos R. Caram - 4 VOLUME ESPECÍFICO Variação Do volume específico com a temperatura para materiais amorfos e cristalinos R. Caram - 5 OCORRÊNCIA - ESTRUTURA AMORFA Estrutura amorfa é observada principalmente nos vidros: Óxidos Silicatos Boratos Alguns compostos cerâmicos, que em condições normais são amorfos, podem apresentar cristalização Quartzo R. Caram - 6 ESTRUTURA AMORFA - ÓXIDOS Alta Energia de Ligação: Estrutura Vítrea Baixa Energia de Ligação: Estrutura Cristalina 13K2O 20Na2O 33BaO 36PbO 45Ga2O3 89B2O3 90V2O5 106SiO2 108GeO2 ENERGIA DE LIGAÇÃOÓXIDO R. Caram - 7 METAIS AMORFOS Clasificados como “Novos Materiais” Obtidos pela 1a. Vez no Caltec, em 1960 Solidificação rápida da liga Au-25%Si Até esse feito sempre se associou ao metais estruturas cristalinas Pesquisas sistemáticas foram iniciadas 1967, quando se obteve estrutura amorfa da liga Fe75P15C10, com propriedades magnéticas interessantes 1969: produção de fitas contínuas de metais amorfos Principal técnica de produção de metais amorfos: técnica de solidificação rápida Metais amorfos - obtidos sob resfriamento rápido: 104-108 K/s R. Caram - 8 AMORFA X CRISTALINA Comparação entre características e propriedades de metais tradicionais, vidors tradicionais e metais amorfos DiversaNão apresentaDiversaPropr. Mag. Muito BoaMuito BoaPobreResist. Corrosão BoaBaixaMuito BoaCond. Elet/Térm OpacaTransparenteOpacaCarac. Óptica AltaBaixaBaixa/AltaResistência Muito AltaMuito AltaBaixa/AltaDureza BoaBaixaBoaTrabalhabilidade AltaAltaBaixa/AltaLimite Escoam. MetálicaCovalenteMetálicaLigação AmorfaAmorfaCristalinaEstrutura Metais AmorfosVidros Tradic.Metais Tradic.Característica R. Caram - 9 PROPRIEDADES Propriedades mecânicas: exibem alta resistência e baixo custo Usado como reforço em materiais poliméricos Propiedades químicas: homogeneidade estrutural permite a possibilidade de aplicações onde a corrosão é problemática Propriedades elétricas: resistividade superior a de metais cristalinos e constante com a temperatura Usado como sensor magneto-resistência Propriedades Magnética: alta permeabilidade, baixa coercividade e alta resistência elétrica Magneto Moles R. Caram - 10 TRANSFORMADORES Curva de Histerese R. Caram - 11 TRANSFORMADORES Processo de Produção R. Caram - 12 PROCESSOS R. Caram - 13 PROCESSOS R. Caram - 14 PROCESSOS R. Caram - 15 PROCESSOS R. Caram - 16 PROCESSOS ESTRUTURA E PROPRIEDADES DOS MATERIAISESTRUTURAS AMORFAS INTRODUÇÃO VISCOSIDADE VOLUME ESPECÍFICO OCORRÊNCIA - ESTRUTURA AMORFA METAIS AMORFOS PROPRIEDADES TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES PROCESSOS PROCESSOS
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