3 difusao(1)

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Defeitos na Estrutura Cristalina e Difusão
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a prata de lei é uma liga composta por 92,5% de prata e 7,5% de cobre.
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O alumínio comercialmente puro tem uma resistência
à tração de aproximadamente 90 Mpa.
E as “ligas tratáveis” podem ainda apresentar aumento de resistência através de tratamento térmico, tanto que hoje algumas ligas podem ter resistência à tração de aproximadamente 700 MPa
Aumentos maiores na sua resistência podem ser obtidos com pequenas adições de outros metais como elementos de liga, tais como: silício, cobre, manganês, magnésio, cromo, zinco, ferro etc.
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Definições e Conceitos Básicos
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Definições e Conceitos Básicos
Limite de solubilidade: é a concentração máxima de soluto que pode ser dissolvido no solvente para formar uma solução sólida (uma única fase). 
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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?
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Difusão
Processo espontâneo de transporte de massa num sistema, por efeito de gradientes de concentração.
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 Difusão de impurezas ou interdifusão
Autodifusão – ocorre nos metais puros, os átomos que mudam de posição são do mesmo tipo
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 Tratamentos térmicos para 
 melhorar propriedades 
 mecânicas;
 Temperaturas e tempos 
 podem ser estimados através 
 das taxas de difusão
 Difusão de C na superfície, 
 cementação
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Aplicações industriais de processos de difusão
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 De uma perspectiva atômica difusão é a migração em etapas de átomos 
 de um sítio ao outro do reticulado cristalino.
 Os átomos em materiais sólidos estão em movimento constante
 Para o átomo se movimentar é preciso:
 deve existir um sítio adjacente vazio;
 o átomo deve possuir energia suficiente para quebrar as ligações atômicas e 
 causar alguma distorção na rede cristalina durante deslocamento 
 Essa energia é de natureza vibracional e aumenta com aumento da 
 temperatura;
 Nos metais os átomos se movimento de 2 maneiras: por lacuna ou por 
 difusão intersticial.
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 Difusão por lacuna: tanto a autodifusão como a interdifusão ocorrem por este mecanismo;
 Ao aumentar a temperatura aumenta o número de lacunas;
 Difusão intersticial: difusão de impurezas intersticiais, átomos muito pequeno, como H, C, N, O;
 Átomos de impurezas ou hospedeiros substicionais raramente se difundem por este mecanismo;
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Na maioria das ligas metálicas, a difusão intersticial ocorre muito mais rapidamente do que a difusão por lacunas, uma vez que os átomos intersticiais são menores, e dessa forma são também mais móveis. Além disso, existem mais posições intersticiais vazias do que lacunas; portanto, a probabilidade de um movimento atômico intersticial é maior do que para a difusão por lacunas.
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Quão rápido ocorre a difusão?
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perfil de concentração
gradiente de concentração
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Para problemas de difusão, algumas vezes torna-se conveniente
expressar a concentração em termos da massa do componente
em difusão por unidade de volume do sólido
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perfil de concentração
Há um esgotamento líquido do componente que se encontra em difusão.
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Sample Problem: An FCC iron-carbon alloy initially containing 0.20 wt% C is carburized at an elevated temperature and in an atmosphere that gives a surface carbon concentration constant at 1.0 wt%. If after 49.5 h the concentration of carbon is 0.35 wt% at a position 4.0 mm below the surface, determine the temperature at which the treatment was carried out.
 Use:
Outro exemplo de carbonetação:
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t = 49.5 h 		x = 4 x 10-3 m
Cx = 0.35 wt%		Cs = 1.0 wt%
Co = 0.20 wt%	
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z = 0.93
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2 barras de metais diferentes
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Difusao é o fenomeno de transporte de material atraves do movimento dos atomos
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D coeficiente de difusao
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