Engenharia de Materiais Aula 15 Defeitos

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Engenharia de Materiais
Aula 15 
Edcarlos Antônio Nunes Coura
Imperfeições nos sólidos
Algumas propriedades de determinados materiais são muito influenciadas pela presença de imperfeições;
É importante conhecer os tipos de imperfeições que existem e sobre a influencia destas no comportamento dos materiais.
Todos os materiais possuem inúmeros defeitos e imperfeições.
Defeito cristalino é definido como uma irregularidade na rede cristalina tendo uma ou mais dimensões na ordem de 1 diâmetros atômico.
Tipos de imperfeições:
Defeito pontual
Defeito Linear
Defeito bidimensional
Imperfeições nos sólidos
Lacunas:
È o defeito mais simples dos defeitos pontuais;
Todos os sólidos cristalinos possuem lacunas;
O número de lacunas em equilíbrio para uma dada quantidade de material depende da temperatura, aumentando com a temperatura de forma exponencial;
Defeitos Pontuais
Lacunas:
Defeito cristalino é definido como uma irregularidade na rede cristalina tendo uma ou mais dimensões na ordem de 1 diâmetros atômico;
Defeitos Pontuais
Auto-intersticial:
Consiste em um átomo do cristal que se encontra comprimido em um sítio intersticial, um pequeno espaço vazio que não é ocupado normalmente.
A formação deste defeito não é muito provável, existindo em concentrações muito reduzidas.
Defeitos Pontuais
Impureza nos sólidos:
Metais 100% puros não existem, sempre vão existir impurezas ou átomos diferentes estão presentes;
Os metais mais familiares são as ligas, onde átomos de impurezas são adicionados intencionalmente;
A adição de átomos de impurezas em um metal irá resultar na formação de uma solução solida.
Solução solida é quando átomos do soluto adicionado a um solvente e sua estrutura permanece a mesma.
Defeitos Pontuais
Impureza nos sólidos:
Os defeitos podem ser do tipo substitucional e intersticial;
Defeitos substitucionais ocorre quando átomos de soluto repõem ou substituem átomos do solvente.
Defeitos Pontuais
Impureza nos sólidos:
O grau de substituição é caracterizado pela seguinte regras:
		1- Fator de tamanho: A diferença do raio atômico entre os dois átomos é menor que aproximadamente ± 15%.
		2- Estrutura cristalina: Os átomos devem possuir a mesma estrutura cristalina.
		3- Eletronegatividade: Quanto maior a diferença da eletronegatividade menor a probabilidade de se formar uma solução solida (há formação de compostos intermetálicos).
		4- Valência: metais com maior valência tende a se dissolver mais fácil.
Defeitos Pontuais
Impureza nos sólidos:
Solução solida intersticial os átomos de impurezas preenche os espaços vazios ou interstícios que existem entre os átomos do solido.
Defeitos Pontuais
Discordâncias:
É um defeito unidirecional no qual algum dos atomos estão desalinhados.
Discordância de aresta: Um plano ou semi plano extra cuja a aresta termina no interior do cristal.
Defeito Linear
Discordâncias:
Discordância de aresta: 
Defeito centralizado ao redor da linha ao longo da extremidade do semi plano extra, esta linha é denominada de “linha de discordância”.
Representado por ┬ ┴
Defeito Linear
Discordâncias:
Discordância espiral: 
Gerada por uma tensão de cisalhamento que é aplicada para produzir discordâncias.
Defeito Linear
Discordâncias:
Discordância mista: 
Exibe componentes de ambas as discordâncias, ocorre na maioria dos materiais cristalinos.
Defeito Linear
Discordâncias:
Vetor de Burgers (b): 
Define a magnitude e a direção da distorção da rede associada a discordância;
Defeito Linear
Defeitos interfaciais:
São contornos que possuem dias dimensões e que normalmente separam regiões dos materiais que possuem diferentes estruturas e/ou direções.
Superfícies externas: os átomos da superfície não esta ligados ao número máximo de vizinhos, portanto, estes átomos estão em um estado de energia maior que os átomos do interior do cristal.
Defeito bidimencional
Defeitos interfaciais:
Contornos de Grão: é o contorno que separa dois pequenos grãos ou cristais que possuem diferentes orientações cristalográficas em materiais policristalinos.
Defeito bidimencional
Defeitos interfaciais:
Contornos de macla: é um tipo especial de contorno de grão que exibi uma simetria espelhada especifica.
Defeito bidimencional
São defeitos muito maiores que os outros apresentados;
Incluem poros, trincas, inclusões exógenas e outras fases. 
Defeito Volumétricos e de massa
A seguir estão tabulados o raio atômico, a estrutura cristalina, a eletronegatividade e as valências mais comuns para vários elementos, para aqueles que não são metais, apenas o raio atômico estão indicados.
Exercicios
Elemento
Raio atômico
(nm)
Estrutura
cristalina
Eletro-
negatividade
Valência
Ni
0,1246
CFC
1,8
+2
C
0,071
H
0,046
O
0,060
Ag
0,1445
CFC
1,9
+1
Al
0,1431
CFC
1,5
+3
Co
0,1253
HC
1,8
+2
Cr
0,1249
CCC
1,6
+3
Fe
0,1241
CCC
1,8
+2
Pt
0,1387
CFC
2,2
+2
Zn
0,1332
HC
1,6
+2
Com quais desses elementos seria esperada a formação do seguinte tipos de compostos com o níquel.
Uma solução solida substitucional com solubilidade completa.
Uma solução solida substitucional com solubilidade incompleta.
Uma solução sólida intersticial.
Exercícios
Descreve os defeitos mostrados a seguir.
Exercícios
Descreve os defeitos mostrados a seguir.
Exercícios