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Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos

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Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos. Faculdade Campo Real Professor: Pedro Ribeiro Cebulski. Imperfeições Estruturais. Uma célula unitária pode mostrar a estrutura completa do cristal; Um mero pode mostrar a estrutura completa do polímero;

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imperfei es estruturais e movimentos at micos

Imperfeições Estruturais e Movimentos Atômicos

Faculdade Campo Real

Professor: Pedro Ribeiro Cebulski

imperfei es estruturais
Imperfeições Estruturais
  • Uma célula unitária pode mostrar a estrutura completa do cristal;
  • Um mero pode mostrar a estrutura completa do polímero;
  • Porém uma pequena fração da estrutura, normalmente inferior a 1% não é perfeita.
lacuna vac ncia ou vazios
Lacuna (Vacância ou Vazios)
  • Falta de um átomo no estrutura cristalina ou a presença de uma impureza;
  • Facilita a difusão atômica;
linear discord cias
Linear (Discordâcias)
  • Discordância em Cunha, uma linha de atomos fora de seu posicionamento ideal;
  • Escorregamento de um plano cristalino;
fronteiras superf cies
Fronteiras (Superfícies)
  • Mais fácil de visualizar nas extremidades;
  • Cristais individuais são chamados de grãos;
difus o at mica
Difusão Atômica
  • Movimentação dos átomos na estrutura;
  • Os átomos de um cristal só ficam estáticos no Zero absoluto (-273°C);
  • Conforme a temperatura se eleva, as vibrações térmicas facilitam a difusão atômica;
  • Podem ocorrer em cristais sem defeito pontuais.
difus o at mica1
Difusão Atômica
  • Gases:
      • Muito rápida;
      • Exemplo Perfume (Interdifusão).
  • Líquidos:
      • Movimento dos átomos nos líquidos.
      • Rápidas, mas menos rápidas que as gasosas;
  • Sólidos;
      • Muito Lentas e necessita de alta energia.
autodifus o
Autodifusão
  • Troca de localização de átomos em um mesmo material;
  • Normalmente não é observada em material puro e monofásicos pois os átomos são todos idênticos;
  • Quanto maior ponto de fusão, maior a força necessária para movimentação atômica.
interdifus o
Interdifusão
  • Troca de localização de átomos em materiais diferentes.
  • Exemplo tratamento térmico superficial em materiais (Ex: Cementação);
  • Ligas metálicas.
difus o at mica2
Difusão Atômica
  • Fatores que favorecem o fluxo de átomos:
    • Baixo Empacotamento atômico;
    • Baixa densidade ou massa específica;
    • Raio atômico pequeno;
    • Ligações fracas (Van der Waals);
    • Baixo ponto de fusão;
    • Presença de imperfeições cristalinas.
difus o at mica3
Difusão Atômica
  • Fatores que dificultam o fluxo de átomos:
    • Alto Empacotamento atômico;
    • Alta densidade ou massa específica;
    • Raio atômico grande;
    • Ligações fortes (iônicas e covalentes);
    • Alto ponto de fusão;
    • Alta qualidade cristalina.
difus o at mica4
Difusão Atômica
  • Energia de Ativação;
      • Energia requerida para superar as “barreiras de energia”.
      • Átomos pequenos tem a energia de ativação menor do que os átomos grande.
      • Elevadas energias para átomos de alto ponto de fusão.
  • Difusão em anel:
      • 3 átomos;
      • 4átomos.
coeficiente de difus o
Coeficiente de Difusão
  • Leis de Fick;
  • Para estado estacionário; :
    • 1° LEI - O fluxo de átomos por unidade de área na unidade de tempo, é proporcional ao gradiente de concentração.
      • J = - D dC/dx
      • J - Fluxo de Átomos por unidade de Área (átomos/cm².s);
      • D - Coeficiente de difusão (cm²/s);
      • dC/dx – Gradiente de concentração;
coeficiente de difus o1
Coeficiente de Difusão
  • Leis de Fick;
  • Para estado não estacionário;
    • 2° LEI - A velocidade diminui com a diminuição do gradiente de concentração.
      • dC/dt = D (d².C/dx²)
      • dC/dt – Variação da concentração no tempo;
      • D - Coeficiente de difusão (cm²/s);
bibliografia
Bibliografia
  • VAN VLACK, Lawrence – Princípio da Ciência dos Materiais;
  • CALLISTER, Willian – Introdução a Engenharia e

Ciência dos Materiais;

  • www.cienciadosmateriais.org/
  • www.mspc.eng.br
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