Lista de exercícios 3 materiais (completo)

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Universidade Federal do Pará – UFPA 
Instituto de Tecnologia 
Faculdade de Engenharia Civil 
Prof.: Dr. Bernardo Borges Pompeu Neto 
 
 
EXERCÍCIO 3 – DISCIPLINA: CIÊNCIA E ENGENHARIA DOS MATERIAIS 
ASSUNTO: DESORDEM ATÔMICA DOS MATERIAIS 
Lista de Exercícios III 
DESORDEM ATÔMICA 
1. Por que é importante estudar as imperfeições nos sólidos cristalinos? 
Porque as imperfeições são influenciam a mudança de comportamento de determinado material, 
podendo causar mudanças tanto benéficas quanto maléficas, dependendo da característica que 
buscamos alterar no material. 
 
2. Como podemos classificar as principais imperfeições presentes em estruturas 
cristalinas? Exemplifique cada tipo. 
As imperfeições ou defeitos cristalinos são classificadas de acordo com a sua dimensionalidade, 
sendo eles: 
• Defeitos pontuais: não possuem dimensionalidade 
o Ex: vacâncias, interstícios e impurezas. 
• Defeitos lineares: possuem uma dimensão 
o Ex: discordância em linha (cunha) ou em hélice. 
• Defeitos planares: possuem duas dimensões 
o Ex: contorno de grãos e contorno de maclas. 
• Defeitos volumétricos: possuem três dimensões 
o Ex; poros, trincas, inclusões. 
 
3. O que são os defeitos de falha de empilhamento e como surgem? 
É quando ocorre uma falha no empacotamento atômico de um cristal, alterando a ordem de 
empilhamento dos planos. 
 
4. Os que são as discordâncias, como surgem e qual seu papel na deformação 
plástica? 
As discordâncias são defeitos lineares que causam o desalinhamento de átomos. A 
movimentação das discordâncias é a maior causa das deformações plásticas nos materiais, uma 
vez que (em metais) se dão por escorregamento de planos atômicos. 
 
5. Cite as orientações relativas para o vetor de Burgers-linha da discordância, para 
discordâncias aresta, espiral e mista. 
Para as discordâncias em aresta, o vetor é perpendicular à linha de discordância, enquanto para 
as discordâncias em espiral, o vetor de Burgers é paralelo à linha de discordância. Como a 
discordância mista possui características das duas outras discordâncias, o vetor não é nem 
perpendicular, nem paralelo. 
 
6. Associe a possibilidade ou não de movimento das discordâncias com os conceitos 
de deformação e encruamento. 
O encruamento é o aumento da rigidez de um material pela deformação plástica, como as 
discordâncias têm grande influência nesse tipo de deformação, pode-se se dizer que as 
discordâncias favorecem o encruamento. Porém, com o aumento da rigidez do material, a 
mobilidade dessas discordâncias se torna mais difícil, sendo necessárias maiores tensões para 
que ocorra uma nova deformação plástica. 
A habilidade de um material de se deformar plasticamente depende da movimentação das 
discordâncias, logo, o aumento da resistência (rigidez) ocorre através do impedimento das 
discordâncias. 
 
7. Explique a diferença entre os defeitos pontuais Auto-intersticial e Impureza 
Intersticial. 
O auto-intersticial acontece quando um átomo ocupa o interstício de um cristal do mesmo 
material, enquanto a impureza intersticial é a ocupação de um átomo de soluto no insterstício de 
um cristal do material solvente. 
 
8. Explique a finalidade e o que determinam as Regras de Hume-Rothery. 
A finalidade das regras de Hume-Rothery é para definir o nível de solubilidade de uma solução, 
em que soluções com altos níveis de solubilidade são mais homogêneas e com baixo nível, 
menos homogêneas. 
Os fatores para definir a solubilidade de uma solução são: 
a) Raio atômico 
b) Eletronegatividade 
c) Estrutura cristalina 
d) Valência 
9. Quais são os defeitos volumétricos que podem ocorrer em um sólido? 
Poros, trincas e inclusões. 
10. Como ocorrem os defeitos por vibração atômica? 
Por conta da movimentação aleatória de átomos, a movimentação da estrutura cristalina 
favorece o surgimento de defeitos como vacâncias e a ocupação de interstícios 
11- -De acordo com a tabela abaixo responda quais dos elementos você esperaria 
formar com o Níquel: 
a- Solução sólida substitucional, com completa solubilidade. Justifique. 
Pt, pois cumpre todos os requisitos de solubilidande, sendo eles: raio atômico com uma 
diferença máxima de até 15%, mesma estrutura cristalina, eletronegatividade próxima e 
mesma valência. 
b- Solução solida substitucional, com solubilidade incompleta. Justifique. 
Os demais metais, uma vez que eles cumprem parcialmente as 4 demandas para maior 
solubilidade. 
c- Solução sólida intersticial. Justifique. 
C, H, O, umas vez que possuem raio atômico consideravelmente menor que o material 
hospedeiro.