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Ciência e Tecnologia dos 
Materiais
Imperfeições
Imperfeições cristalinas?
Imperfeições cristalinas?
Imperfeições cristalinas?
É uma imperfeição ou um "erro" no arranjo
periódico regular dos átomos em uma rede
cristalina.
Podem envolver uma irregularidade na posição
dos átomos, por exemplo.
Apenas uma pequena fração dos sítios atômicos
são imperfeitos.
Menos de 1 em 1 milhão
Imperfeições cristalinas?
Classificação dos defeitos:
• Pontuais;
• Lineares;
• Interfaciais.
Imperfeições cristalinas?
• Defeitos Pontuais - associados c/ 1 ou 2 posições atômicas
• Defeitos lineares - uma dimensão
• Defeitos interfaciais - (fronteiras) duas dimensões 
Defeitos Pontuais
Lacunas: ocorrem quando a posição de um
átomo na rede cristalina não está ocupada.
• Envolve a falta de um átomo
• São formados durante a solidificação do
cristal ou como resultado das vibrações
atômicas (os átomos deslocam-se de suas
posições normais).
Defeitos Pontuais
Lacunas
O número de lacunas aumenta exponencialmente com a
temperatura
Nl= N exp (-Qv/KT)
Nl= número de lacunas
N= número total de sítios atômicos
Qv= energia requerida para formação de lacunas
K= constante de Boltzman = 1,38x1023J/at.K ou 8,62x10-5 eV/
at.K
T = Temperatura (K)
Defeitos Pontuais
Exemplo: Calcule o número de lacunas em equilíbrio, por metro
cúbico de cobre, a 1000°C. A energia para a formação de uma lacuna
é de 0,9 eV/átomo; o peso atômico e a massa específica (a 1000°C)
para o cobre são de 63,5g/mol e 8,4 g/cm³, respectivamente.
Onde: N = NAρ/PA
Defeitos Pontuais
Intersticial
• Envolve um átomo extra no interstício (do
próprio cristal).
• Produz uma distorção no reticulado, já que
o átomo geralmente é maior que o espaço
do interstício.
• A formação de um defeito intersticial
implica na criação de uma vacância, por isso
este defeito é menos provável que uma
vacância.
Defeitos Pontuais
Intersticial
Defeitos Pontuais
Intersticial
• Um metal considerado puro sempre tem impurezas (átomos estranhos) 
presentes
99,9999% = 1022-1023 impurezas por cm3
• A presença de impurezas promove a formação de defeitos pontuais
Defeitos Pontuais
Intersticial
• Os átomos de impurezas ou os elementos de liga ocupam os espaços
dos interstícios;
• Ocorre quando a impureza apresenta raio atômico bem menor que o
hospedeiro;
• Como os materiais metálicos tem geralmente fator de empacotamento
alto as posições intersticiais são relativamente pequenas;
• Geralmente, no máximo 10% de impurezas são incorporadas nos
interstícios.
Defeitos Pontuais
Intersticial
• Fe + C
• O C tem raio atômico bastante pequeno se comparado com o Fe
RC= 0,071 nm
RFe= 0,124 nm
Defeitos Pontuais
Solução sólida substitucional : átomos de solutos substituem os átomos
hospedeiros. Ex. Níquel em Cobre
Defeitos Pontuais
Impurezas
As impurezas (chamadas elementos de liga) são adicionadas
intencionalmente com a finalidade:
• aumentar a resistência mecânica
• aumentar a resistência à corrosão
• Aumentar a condutividade elétrica
• Etc.
Defeitos Lineares
Discordância
Defeito gerado pelo deslocamento de uma linha de átomos de suas
posições de equilíbrio na rede cristalina, em torno da qual existe uma
distorção na rede.
Defeitos Lineares
Discordância aresta : quando existe um
plano extra de átomos na rede, ficando
definida um linha de átomos na
extremidade deste plano.
Defeitos Lineares
Discordância aresta :
Defeitos Lineares
Discordância espiral: cisalhamento de planos cristalográficos que produz
o deslocamento de uma distância atômica de plano de átomos superior
em relação ao plano de átomos inferior.
A distorção ocorre ao longo de uma linha de deslocamento atômico.
Defeitos Lineares
Defeitos Lineares
Discordância mista : a maioria das discordâncias encontradas em
materiais cristalinos não é puramente aresta ou espiral, mas uma
combinação de ambas.
ma combinação de ambas.
Defeitos Interfaciais
Contornos de grão : os materiais policristalinos são formados por
infinidades de grãos ou cristais com diferentes orientações cristalográficas
que são separados pelos contornos bidimensionais.
Este contorno possui a dimensão de poucas distâncias interatômicas,
possuindo desencontros atômicos na região da rede entre as diferentes
orientações cristalográficas de grãos adjacentes.
Defeitos Interfaciais
Contornos de grão :
Defeitos Interfaciais
Contornos de grão :
Defeitos Interfaciais
Contornos de macla : tipo
especial de contorno de grão por
meio do qual existe simetria em
espelho da rede cristalina. As
maclas podem ser produzidas por
deformação (metais CCC e HC) ou
por recozimento (metais CFC).