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2ª Lista de Exercícios de Ciência e Tecnologia dos Materiais Prof. Eduardo Walneide 1) Calcule o número de lacunas por metro cúbico no ferro a 850°C. A energia para a formação de lacunas é de 1,08 eV/ átomo. Adicionalmente, a densidade e o peso atômico para o Fe são 7,65 g/cm3 e 55,85 g/mol, respectivamente. 2) Calcule a energia para a formação de lacunas na prata, sabendo-se que o número de lacunas em equilíbrio a 800°C (1073 K) é de 3,6 X 1023 por m3. O peso atômico e a densidade (a 800°C) para a prata são, respectivamente, 107,9 g/mol e 9,5 g/cm3. 3) Abaixo, estão tabulados os valores para o raio atômico, a estrutura cristalina, a eletronegatividade e as valências mais comuns para vários elementos. Para aqueles que são não-metais, apenas os raios atômicos estão indicados. Quais desses elementos você esperaria que formassem o seguinte com o cobre: (a) Uma solução sólida substitucional com solubilidade completa? (b) Uma solução sólida substitucional com solubilidade incompleta? (c) Uma solução sólida intersticial? 4) Qual é a composição, em porcentagem em peso, de uma liga que consiste em 6%a Pb e 94%a Sn? 5) Calcule a composição, em porcentagem em peso, de uma liga que contém 218,0 kg de titânio, 14,6 kg de alumínio, e 9,7 kg de vanádio. 6) Qual é a composição, em porcentagem atômica, de uma liga que contém 98 g de estanho e 65 g de chumbo? 7) O nióbio forma uma solução sólida substitucional com o vanádio. Calcule a porcentagem em peso do nióbio que deve ser adicionada ao vanádio para produzir uma liga que contenha 1,55 X 1022 átomos de Nb por centímetro cúbico. As densidades do Nb puro e do V puro são de 8,57 e 6,10 g/cm3, respectivamente. 8) Para as estruturas cristalinas CFC e CCC, o vetor de Burgers b pode ser expresso através da seguinte relação onde a representa o comprimento da aresta da célula unitária e [hkl] a direção cristalográfica que possui a maior densidade atômica linear. (a) Quais são as representações do vetor de Burgers para as estruturas cristalinas CFC, CCC e cúbica simples? (b) Se a magnitude do vetor de Burgers equivale a |𝑏| = 𝑎 2 (ℎ2 + 𝑘2 + 𝑙2)1/2 determine os valores de |b| para o alumínio e o tungstênio. Gabarito 1) 1,22x1012 lacunas/m3 2) 1,45 eV/átomo 3) a) Ni; b) Fe; c) C, H ou O 4) 10%p Pb e 90%p Sn 5) 6) 72,5%a Sn e 27,5%a Pb 7) 35,2%p Nb 8) a) CFC: b=a/2[110]; CCC: b=a/2[111]; CS: b=a/2[100] b) Al: b = 0,2862 nm; W: b = 0,2742 nm
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