Post on 05-Nov-2015
description
[7] Defeitos cristalinos
1>
Ligaes atmicas propriedades
resistncia terica resistncia experimental (monocristais)
causa da discrepncia defeitos cristalinos
Ponto
Defeitos cristalinos Linha
Superfcie
>
Defeitos cristalinos
2>
Classificao dos defeitos pontuais:
lacunas intersticial
Schottky(inicos)
Frenkel(inicos)
substitucional(pequeno)
substitucional(grande)
Defeitos cristalinos
3>
Concentrao de defeitos pontuais:Energia de ativao
[eV/tomo]
Temperatura [K]
Constante de Boltzmann8,6210-5 eV/(tomoK)
Nmero de defeitos
Nmero de stios(posies de rede)
Exemplo: calcule a quantidade de lacunas em 1m3 de cobre a 1000C.
ND = 2,710-4 8,01028
ND = 2,21025 lacunas
tomos/moltomo
tomo
tomo.KstiosP/
Defeitos cristalinos
4>
Soluo slida substitucional exemplos:
1) Rubi: contaminao do Al2O3- por Cr2O32) Safira: contaminao do crindon por ons Co3+
3) Semicondutor P: silcio dopado com boro (3e)4) Semicondutor N: silcio dopado com fsforo (5e)
Defeitos cristalinos
5>
Soluo slida substitucional: ligas metlicasCobre + zinco (lato)Cobre + nquel (monel)
Cobre + estanho (bronze)
Limite de solubilidade: depende do valncia, tamanhoe estrutura cristalina dos tomos envolvidos
Soluo slida substitucional: Porcentagem em peso (%p) Porcentagem atmica (%at)
Exemplo: Uma liga Pb-Sn para soldagem contm aproxi-madamente 60% peso de estanho. Calcule as % atmicas.Dados: massa atmica Sn = 118,7g/mol; Pb = 207,2g/molBase de clculo: 100g de liga 60g de Sn e 40g de PbEstanho (Sn)
Chumbo (Pb)
Total de tomos:
Sn (%at) = Pb (%at) =
Defeitos cristalinos
6>
)1002,6(1930,0)1002,6(2,207
40 2323 =)1002,6(5055,0)1002,6(
7,11860 2323 =
)1002,6(6985,0)1002,6()1930,05055,0( 2323 =+724,0
6985,05055,0 = 276,0
6985,01930,0 =
Defeitos cristalinos
7>
Soluo slida intersticial:ocupao de vazios na clula unitria
Exemplo: tomos de carbono em ferro
Solubilidade mxima C na ferrita a 723C: 0,02%p
Interstciostetradricos
CCC
Interstciosoctadricos
CCC
Defeitos cristalinos
8>
Soluo slida intersticial:ocupao de vazios na clula unitria
Exemplo: tomos de carbono em ferro
Solubilidade mxima C na austenita a 1150C: 2,0%p
Interstciosoctadricos
CFC
Interstciostetradricos
CFC
Defeitos cristalinos
9>
Defeitos de linha (discordncias): define em um planoatmico especfico a interface entre uma regio deformadae outra no deformada.
Vetor de Burgers (b): define a movimentao dos planos atmicos segundo um sistema de deslizamento
Defeitos cristalinos
Discordncias: Vetor de Burgers (b): define o deslocamento entre planos atmicos
cunha ou aresta: vetor de Burgers discordncia
hlice ou helicoidal: vetor de Burgers // discordncia
10>
Defeitos cristalinos
Discordncias: Vetor de Burgers (b): define o deslocamento entre planos atmicos
cunha ou aresta: vetor de Burgers discordncia
hlice ou helicoidal: vetor de Burgers // discordncia 11>
Vetor de Burgers, b
Defeitos cristalinos
13>
Falhas de empilhamento metais CFC / HC
falhas de empilhamento Defeitos de superfcie: contornos de macla
contornos de (sub)gro
CFC: ABCABC...
HC: ABABA...
Descontinuidadena sequncia de
empilhamento dos planos compactos =
falha de empilhamento(stacking fault)
Defeitos cristalinos
14>
Contornos de macla: CCC: (112)[111]CFC: (111)[112]HC: (1012)[1011]
_ _
microestrutura de liga Cu-Zn
Defeitos cristalinos
15>
Contornos de subgro: pequeno desajuste cristalogrfico entre regies vizinhas,resultante do alinhamento de discordncias
D = b/
b
Gro 1
Gro 2
CSG
CSG em cristalde germnio
(1000X)
Defeitos cristalinos
16>
Contornos de gro: grande desajuste cristalogrfico entre regies vizinhas
aplicao de inoculantes emfundidos de alumnio para
evitar macrogros
Defeitos cristalinos
17>
Contornos de gro: revelao por ataque metalogrficoobservao por microscpio tico
longitudinal transversal normal
Revelao damicroestrutura
por microscopiatica
Microestrutura ferrtico-perltica em umatira a quente comercial (ao ARBL)
Defeitos cristalinos
18
Bibliografia:
Van Vlack, L. H. Princpios de Cincia dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, So Paulo, 1970, pp. 79-102.
Guy, A. G. Cincia dos Materiais. LTC/Edusp, So Paulo, 1980, pp. 139-158.
Dieter, G. E. Metalurgia Mecnica. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1981, pp. 92-129.
Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construo Mecnica I. 2009. Permitida a impresso e divulgao. http://www.dem.feis.unesp.br/cadernetaeletronica/gallego/