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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS

unesp

Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais

2º semestre de 2014

Informações e instruções para a resolução da prova

1. A prova deve ser realizada sem consulta;

2. A duração da prova é de 3 (três) horas;

3. É permitido o uso de calculadora;

4. Não é permitida a utilização de telefone celular como calculadora. Os telefones celulares devem

estar desligados e dentro de bolsas ou mochilas;

5. A prova deverá ser feita inteiramente neste caderno. Não será permitido o uso de folhas extras, nem

destacar as folhas deste caderno;

6. Após o início da prova, é proibida a saída da sala, a menos que a prova seja entregue e dada por

terminada. Portanto, não será permitido fumar ou atender celular;

7. Atenção: conferir nome e o número de inscrição no alto desta página. Na primeira página interna,

deve constar somente o número de inscrição;

8. A primeira parte da prova é constituída de 10 (dez) questões objetivas e é obrigatória e eliminatória.

A segunda parte da prova é classificatória, e deverá ser preenchida apenas pelos candidatos

interessados em constar na lista de espera para bolsas do Programa;

9. Os alunos regulares que realizarão a prova para fins de reclassificação, deverão resolver a segunda

parte da prova e poderão, caso queiram melhorar a média final, realizar também a primeira parte da

prova;

10. Esta folha será destacada e mantida separadamente das demais folhas desta prova. A correção da

prova será realizada apenas pelo número de inscrição do candidato.

_______________________

Assinatura do candidato


1

unesp

1a parte

1- O ouro forma uma solução sólida substitucional com a prata. Calcule o número de átomos

de ouro por centímetro cúbico para a liga prata-ouro que contém 10% em massa de Au e

90% em massa de Ag.

a) 3,36 x 1023

átomos/cm3

b) 6,72 x 1023

átomos/cm3

c) 5,46 x 1021

átomos/cm3

d) 6,72 x 1021

átomos/cm3

e) 3,36 x 1021

átomos/cm3

2- Calcule o coeficiente de difusão para o cobre no alumínio a 500ºC.

a) 3,72 x 10-11

m2/s

b) 4,15 x 10-14

m2/s

c) 5,52 x 10-15

m2/s

d) 4,20 x 10-12

m2/s

e) 1,74 x 10-13

m2/s

3- Calcule os percentuais de caráter iônico das ligações interatômicas dos seguintes compostos:

TiO2, CsCl e MgCl2.

TiO2 CsCl MgCl2

a) 63,2 % 71,2 % 63,2 %

b) 63,2 % 73,4 % 55,5 %

c) 71,2 % 62,4 % 63,2 %

d) 63,2 % 71,2 % 43,8 %

e) 55,3 % 73,4 % 55,5 %


2

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4- A célula unitária para o estanho possui uma simetria tetragonal, com os parâmetros de rede a

e b valendo 0,583 e 0,318 nm, respectivamente. Calcule o fator de empacotamento atômico.

a) 0,467

b) 0,801

c) 0,534

d) 0,593

e) 0,651

5- Para qual conjunto de planos cristalográficos irá ocorrer um pico de difração de primeira

ordem em um ângulo de difração de 46,21º para o Ferro CCC quando for usada radiação

monocromática com comprimento de onda de 0,0711 nm?

a) (001)

b) (100)

c) (111)

d) (211)

e) (310)

6- Tanto o cobre como a platina possuem estrutura cristalina do tipo CFC, e o cobre forma uma

solução sólida substitucional para concentrações com até aproximadamente 6% em massa de

Cu à temperatura ambiente. Calcule o comprimento da aresta para a célula unitária de uma

liga que contém 95% em massa de Pt e 5% em massa de Cu.

a) 0,4244 nm

b) 0,4768 nm

c) 0,2582 nm

d) 0,2829 nm

e) 0,3883 nm


3

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7- A concentração de carbono em uma liga ferro-carbono é de 0,15% em massa. Qual é a

concentração em quilogramas de carbono por metro cúbico de liga?

a) 10,2 kg/m3

b) 11,8 kg/m3

c) 8,9 kg/m3

d) 14,3 kg/m3

e) 9,7 kg/m3

8- A energia de ativação para a difusão do carbono no cromo é de 111,0 kJ/mol. Calcule o

coeficiente de difusão a 1100 K, sabendo-se que D a 1400 K é de 6,25 x 10-11

m2/s.

a) 4,6 x 10-12

m2/s.

b) 3,8 x 10-11

m2/s.

c) 5,1 x 10-14

m2/s.

d) 3,5 x 10-11

m2/s.

e) 4,2 x 10-10

m2/s.

9- O metal rubídio possui uma estrutura cristalina do tipo CCC. Se o ângulo de difração para o

conjunto de planos (321) ocorre a 27,00º (reflexão de primeira ordem) quando é usada

radiação X monocromática com comprimento de onda de 0,0711 nm, calcule o raio atômico

para o átomo de rubídio.

a) 0,2468 nm

b) 0,2862 nm

c) 0,1523 nm

d) 0,5700 nm

e) 0,3838 nm


4

unesp

10- A figura abaixo representa a célula unitária de um metal hipotético. Indique quais são os

índices direcionais do vetor indicado.

a) [020]

b) [112]

c) [012]

d) [221]

e) [011]


5

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2ª parte

1) A figura abaixo representa a célula unitária para um material hipotético. Calcule a densidade

deste material, dado que seu peso atômico é de 141,0 g/mol.


6

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2) Os coeficientes de difusão para o Ferro no Níquel são dados a duas temperaturas diferentes.

T (K) D (m2/s)

1273 9,4 x 10-16

1473 2,4 x 10-14

a) Determine os valores de D0 e da energia de ativação Qd

b) Qual a magnitude de D a 875ºC.


7

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3) O carbono se difunde através de uma placa de aço com 15 mm de espessura. As

concentrações de carbono nas duas faces são de 0,65 e 0,30 kg C/m3 Fe, e são mantidas

constantes. Se a constante pré-exponencial e a energia de ativação são 6,2 x 10-7

m2/s e 80,0

kJ/mol, respectivamente, calcule a temperatura na qual o fluxo de difusão é de 1,43 x 10-9

kg/m2.s.


8

unesp

4) O nióbio forma uma solução sólida substitucional com o vanádio. Calcule a porcentagem em

peso do nióbio que deve ser adicionada ao vanádio para produzir uma liga que contenha

1,55 x1022

átomos de Nb por centímetro cúbico.


9

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5) A qual temperatura, aproximadamente, uma amostra de ferro γ teria que ser carbonetada por

2 horas para produzir o mesmo resultado de difusão que a 9000C por 15 horas?


10

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Tabela 1.


11

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Tabela 2.


12

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Valores para a função de erro


13

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Constantes, fatores de conversão, etc:

Densidade do carbono (grafite) = 2,25 g/cm3

Densidade do cobre = 8,94 g/cm3

Densidade do ferro = 7,87 g/cm3

Densidade do germânio = 5,32 g/cm3

Densidade da platina = 21,45 g/cm3

Densidade do nióbio = 8,57 g/cm3

Densidade do silício = 2,33 g/cm3

Densidade do ouro = 19,32 g/cm3

Densidade da prata = 10,49 g/cm3

Densidade do vanádio = 6,10 g/cm3

Densidade do lítio = 0,54 g/cm3

Densidade do estanho = 7,30 g/cm3

Densidade do paládio = 12,02 g/cm3

Densidade do alumínio = 2,70 g/cm3

Densidade do cromo = 7,10 g/cm3

Densidade do níquel = 8,91 g/cm3

Densidade do rubídio = 1,53 g/cm3

R=0,082054 L atm K-1

mol-1

ou 1,987 cal/mol-grau ou 8,31441 J mol-1

K-1

NAvogadro = 6,023 x 1023

átomos/mol

Permissividade do vácuo → ϵ0= 8,85 x 10-12

F/m.

Carga do elétron → e = 1,602 x 10-19

C.


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Valores de Eletronegatividade

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