estrutura cristalina l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
ESTRUTURA CRISTALINA PowerPoint Presentation
Download Presentation
ESTRUTURA CRISTALINA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 57

ESTRUTURA CRISTALINA - PowerPoint PPT Presentation


  • 1955 Views
  • Uploaded on

ESTRUTURA CRISTALINA. CRISTAL ESTRUTURA CRISTALINA. Muitos materiais - metais, algumas cerâmicas, alguns polímeros - ao se solidificarem, se organizam numa rede geométrica 3D – A REDE CRISTALINA .

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'ESTRUTURA CRISTALINA' - elina


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
cristal estrutura cristalina
CRISTAL ESTRUTURA CRISTALINA

Muitos materiais - metais, algumas cerâmicas, alguns polímeros - ao se solidificarem, se organizam numa rede geométrica 3D – A REDE CRISTALINA.

Estes materiais CRISTALINOS, têm uma estrutura altamente organizada, em contraposição aos materiais NÃO CRISTALINOS (amorfos), nos quais não há ordem de longo alcance.

Átomo de Silício

Átomo de oxigênio

a) Dióxido de Silício Cristalino

b) Dióxido de Silício Não Cristalino

estrutura cristalina3
Estrutura Cristalina

Material cristalino

É aquele no qual os átomos encontram-se ordenados sobre longas distâncias atômicas formando uma estrutura tridimensional que se chama de rede cristalina•

c lula unit ria unidade b sica repetitiva da estrutura tridimensional
CÉLULA UNITÁRIA(Unidade básica repetitiva da estrutura tridimensional

Como a rede cristalina tem uma estrutura repetitiva, é possível descrevê-la a partir de uma estrutura básica, como um “tijolo”, que é repetida por todo o espaço.

c lula unit ria unidade b sica repetitiva da estrutura tridimensional5
CÉLULA UNITÁRIA(Unidade Básica repetitiva da estrutura tridimensional)

•Consiste num pequeno grupos de átomos que formam um modelo repetitivo ao longo da estrutura tridimensional (analogia com elos da corrente).

•A célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina.

sistemas cristalinos e redes de bravais
SISTEMAS CRISTALINOS E REDES DE BRAVAIS
  • Os sistemas cristalinos são apenas entidades geométricas
  • Quando posicionamos átomos dentro destes sistemas formamos redes (ou estruturas) cristalinas.
  • Existem apenas 14 redes que permitem preencher o espaço 3D.
  • Nós vamos estudar apenas as redes mais simples.
  • Cúbica Simples – CS (sc – simple cubic)
  • Cúbica de Corpo Centrado – CCC (bcc – body centered cubic)
  • Cúbica de Face Centrada – CFC (fcc – face centered cubic)
  • Hexagonal Compacta – HC (hcp – hexagonal close packed)
estrutura cristalina dos metais
ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS
  • Como a ligação metálica é não direcional não há grandes restrições quanto ao número e posição de átomos vizinhos.
  • Então, a estrutura cristalina dos metais têm geralmente um número grande de vizinhos e alto empacotamento atômico.
  • A maior parte dos metais se estrutura nas redes CFC, CCC e HC.
  • Representaremos os átomos como ESFERAS RÍGIDAS QUE SE TOCAM. As esferas estarão centradas nos pontos da rede cristalina
estrutura c bica
ESTRUTURA CÚBICA

Os átomos podem ser agrupados dentro do sistema cúbico em 3 diferentes tipos de repetição

– Cúbico simples

– Cúbico de corpo centrado

– Cúbico de face centrada

a rede ccc
A rede CCC
  • A rede Cúbica de Corpo Centrado é uma rede cúbica na qual existe um átomo em cada vértice e um átomo no centro do cubo. Os átomos se tocam ao longo da diagonal.

a) Representação de uma célula Unitária de esferas rígidas

b) Uma Célula Unitária com esferas reduzidas

c) Um agregado de muitos átomos

Fe(), Cr, W, V, Nb

a rede cfc
A rede CFC

A rede cúbica de face centrada é uma rede cúbica na qual existe um átomo em cada vértice e um átomo no centro de cada face do cubo. Os átomos se tocam ao longo das diagonais das faces do cubo.

a) Representação de uma célula Unitária de esferas rígidas

b) Uma Célula Unitária com esferas reduzidas

c) Um agregado de muitos átomos

Al, Ni, Fe() Cu, Pb

a rede hc
A rede HC

A rede hexagonal compacta pode ser representada por um prisma com base hexagonal, com átomos na base e topo e um plano de átomos no meio da altura.

a) Uma Célula Unitária com esferas reduzidas

b) Um agregado de muitos átomos

exerc cio
EXERCÍCIO
  • Calcule o volume de uma célula unitária CFC em termos de raio atômico R.
fator e empacotamento at mico fea
FATOR E EMPACOTAMENTO ATÔMICO (FEA)

N = Número de Átomos

Vátomos=Volume dos Átomos

Vcélula= Volume da Célula Unitária

fea ccc
FEA (CCC)

Número de átomos na célula unitária

N= 1+8(1/8) =2

Relação entre a e R

1/8 de átomo

1 átomo inteiro

exemplo
EXEMPLO

O Cobre têm raio atômico de 0,128 nm (1,28 Å), uma estrutura CFC, um peso atômico de 63,5 g/mol. Calcule a densidade do cobre.

polimorfismo ou alotropia
POLIMORFISMO ou ALOTROPIA

Alguns metais e não metais podem ter mais de uma estrutura cristalina dependendo da temperatura e pressão. Esse fenômeno é conhecido como polimorfismo.

Geralmente as transformações polimorficas são acompanhadas de mudança na densidade e mudanças de outras propriedades físicas.

alotropia
Alotropia

O ferro passa de CCC para CFC a 9120C. Nesta temperatura, os raios atômicos do ferro nas duas estruturas são respectivamente, 0,126 e 0,129 nm. Qual a percentagem de variação volumétrica pela mudança estrutural?

dire es nos cristais
DIREÇÕES NOS CRISTAIS

a, b e c definem os eixos de um sistema de coordenadas em 3D. Qualquer linha (ou direção) do sistema de coordenadas pode ser especificada através de dois pontos: · um deles sempre é tomado como sendo a origem do sistema de coordenadas, geralmente (0,0,0) por convenção;

dire es e planos
DIREÇÕES E PLANOS

Para poder descrever a estrutura cristalina é necessário escolher uma notação para posições, direções e planos.

• Posições

São definidas dentro de um cubo com lado unitário.

dire es cristalogr ficas
DIREÇÕES CRISTALOGRÁFICAS

As direções são definidas a partir da origem.

Suas coordenadas são dadas pelos pontos que cruzam o

cubo unitário.

Se estes pontos forem fraccionais multiplica-se para obter números inteiros.

dire es
DIREÇÕES

[0 0 1] Colocação entre Colchetes

dire es cristalogr ficas35
DIREÇÕES CRISTALOGRÁFICAS

Famílias de direções

Para algumas estrutura cristalinas, várias direções não paralelas com índices diferentes são na realidade, equivalentes

Isto significa que o espaçamento entre os átomos ao longo de cada direção é o mesmo.

planos cristalinos por qu s o importantes
PLANOS CRISTALINOS Por quê são importantes?
  • Para a determinação da estrutura cristalina
  • Os métodos de difração medem diretamente a distância entre planos paralelos de pontos do reticulado cristalino. Esta informação é usada para determinar os parâmetros do reticulado de um cristal.
  • Os métodos de difração também medem os ângulosentre os planos do reticulado. Estes são usados para determinar os ângulos interaxiais de um cristal.
  • Para a deformação plástica
  • A deformação plástica (permanente) dos metais ocorre pelo deslizamento dos átomos, escorregando uns sobre os outros no cristal. Este deslizamento tende a acontecer preferencialmente ao longo de planos direções específicos do cristal.
  • Para as propriedades de transporte
  • Em certos materiais, a estrutura atômica em determinadosplanos causa o transporte de elétrons e/ou acelera a condução nestes planos, e, relativamente, reduz a velocidade em planos distantes destes.
  • Exemplo 1: Grafita
  • A condução de calor é mais rápida nos planos unidos covalentemente do que nas direções perpendiculares a esses planos.
planos
PLANOS

A notação para os planos utiliza os índices de Miller,

que são obtidos da seguinte maneira:

Obtém-se as intersecções do plano com os eixos.

Obtém-se o inverso das intersecções.

Multiplica-se para obter os menores números inteiros

(2 0 1)

planos39
PLANOS

(1 1 0)

plano
PLANO

(0 2 0)

plano41
PLANO

(1 1 1)

planos45
PLANOS

Famílias de Planos

Uma família de planos contém todos aqueles planos que são cristalograficamente equivalentes, ou seja, que possuem o mesmo empacotamento atômico.

E uma família é designada por índices que são colocados entre chaves.

(1 1 1), (-1 -1 -1) , (-1 1 1), ( 1 -1 -1), (1 1 -1), (-1 -1 1),

(-1 1 -1), (1 -1 1)

Todos pertencem a família {1 1 1}

planos no sistema c bico
PLANOS NO SISTEMA CÚBICO
  • A simetria do sistema cúbico faz com que a família de planos tenham o mesmo arranjo e densidade
  • Deformação em metais envolve deslizamento de planos atômicos. O deslizamento ocorre mais facilmente nos planos e direções de maior densidade atômica (menor distorção atômica).
planos de maior densidade at mica no sistema ccc
PLANOS DE MAIOR DENSIDADE ATÔMICA NO SISTEMA CCC
  • A família de planos {110} no sistema ccc é o de maior densidade atômica
planos de maior densidade at mica no sistema cfc
PLANOS DE MAIOR DENSIDADE ATÔMICA NO SISTEMA CFC
  • A família de planos {111} no sistema CFC é o de maior densidade atômica
densidade linear
DENSIDADE LINEAR

Lc= Comprimento linear dentro da célula Unitária

Ll= Comprimento linear total que intercepta os círculos ( Átomos )

densidade linear53
DENSIDADE LINEAR

Calcule a densidade linear para a direção [100] em uma estrutura cristalina CCC.

Lc= Comprimento linear dentro da célula Unitária

(Parâmetro de Rede a)

Ll= Comprimento linear total que intercepta os círculos( (Átomos M e N)

anisotropia
ANISOTROPIA
  • As propriedades físicas dos monocristais de alguns materiais dependem da direção cristalográfica na qual as medições são tomadas. Por exemplo o módulo de elasticidade.
  • Esta direcionalidade das propriedades é conhecida por ANISOTROPIA e está associada à diferença do espaçamento atômico em função da direção cristalográfica.
  • Os materiais nas quais as propriedades medidas são independentes da direção são conhecidas por ISÓTRÓPICAS