Estrutura da Mat ria

1. Estrutura da Mat�ria

2. Hist�ria

3. Ementa e Objetivos

4. Plano de Aulas

6. Estrutura dos Materiais Tipos de Materiais Liga��es Qu�micas Redes Cristalinas

7. Ci�ncia dos Materiais

8. Rela��o Estrutura x Propriedades As propriedades �cotidianas� dos materiais dependem da estrutura em escala at�mica - nanoestrutura da microestrutura (estrutura em escala intermedi�ria)

9. Classifica��o de Materiais Metais Cer�micas Pol�meros Comp�sitos Semicondutores Biomateriais

10. Metais Propriedades b�sicas Fortes e podem ser moldados D�cteis (deformam antes de quebrar) Superf�cie �met�lica�, n�o s�o transparentes � luz vis�vel. Bons condutores de corrente el�trica e de calor

11. Os metais na tabela peri�dica

12. Cer�micas e vidros Propriedades b�sicas S�o uma combina��o de metais com O, N, C, P, S S�o altamente resistentes a temperatura (refrat�rios) S�o isolantes t�rmicos e el�tricos S�o fr�geis (quebram sem deformar) S�o menos densas do que metais Podem ser transparentes

13. As Cer�micas na tabela peri�dica

14. Pol�meros Propriedades b�sicas S�o sint�ticos Altamente mold�veis - pl�sticos S�o formados pela combina��o de �meros� S�o formados por um n�mero bem limitado de elementos. C e H, O (acr�licos), N (nylons), F (fluor-pl�sticos) e Si (silicones). S�o leves e n�o fr�geis Em geral s�o menos resistentes do que metais e cer�micas

15. Os Polimeros na tabela peri�dica

16. Comp�sitos O que s�o ? Combina��o de metais, cer�micas e pol�meros Preservam as propriedades �boas� dos componentes e possuem propriedades superiores �s de cada componente separado.

17. Semicondutores Propriedades b�sicas Condutividade finamente controlada pela presen�a de impurezas - dopantes. Podem ser combinados entre si para gerar propriedades eletr�nicas e �ticas �sob medida�. S�o a base da tecnologia de opto-eletr�nica-lasers, detetores, circuitos integrados �ticos e c�lulas solares. Todos os componentes eletr�nicos do computador

18. Os Semicondutores na tabela peri�dica

19. Biomateriais Propriedades b�sicas Materiais utilizados na area da saude para ajudar o ser humano. Usado em medicina na substitui��o de partes do corpo humano.

20. Sele��o de Materiais Ex: Cilindro de armazenamento de gases Requerimento: resistir a altas press�es (14MPa)

21. Sele��o de Materiais Ex: Vaso de press�o de uma aeronave Requerimento: resistir a altas press�es e ser leve Aqui o custo � menos importante do que a funcionalidade Prefere-se um material leve e forte, mesmo sendo caro.

22. Liga��es Qu�micas � Primeira Aproxima��o.

23. Liga��es Qu�micas � Primeira Aproxima��o.

25. COVALENT BONDING

26. COVALENT BONDING

27. COVALENT BONDING

29. METALLIC BONDING

30. METALLIC BONDING

31. Metallic Bonding

32. Metallic Bonding

33. SECONDARY BONDING ORVAN DER WAALS BONDING

36. Estruturas dos s�lidos

38. S�lidos Cristalinos

39. S�lidos moleculares

40. S�lidos Cristalinos

41. S�lidos Cristalinos

44. Unit Cells

57. Cristalografia

58. 58 Origem do sistema de coordenadas

59. 59 DIRE��ES NOS CRISTAIS S�o representadas entre colchetes=[uvw] Fam�lia de dire��es: <uvw>

60. 60

61. 61

62. 62 DIRE��ES NOS CRISTAIS S�o representadas entre colchetes= [hkl] Se a subtra��o der negativa, coloca-se uma barra sobre o n�mero

63. 63

64. 64 DIRE��ES NOS CRISTAIS S�o representadas entre colchetes= [hkl] Quando passa pela origem

65. 65 DIRE��ES NOS CRISTAIS S�o representadas entre colchetes= [hkl]

66. 66 DIRE��ES PARA O SISTEMA C�BICO A simetria desta estrutura permite que as dire��es equivalentes sejam agrupadas para formar uma fam�lia de dire��es: <100> para as faces <110> para as diagonais das faces <111> para a diagonal do cubo

67. 67 DIRE��ES PARA O SISTEMA CCC No sistema ccc os �tomos se tocam ao longo da diagonal do cubo, que corresponde a fam�lia de dire��es <111> Ent�o, a dire��o <111> � a de maior empacotamento at�mico para o sistema ccc

68. 68 DIRE��ES PARA O SISTEMA CFC No sistema cfc os �tomos se tocam ao longo da diagonal da face, que corresponde a fam�lia de dire��es <110> Ent�o, a dire��o <110> � a de maior empacotamento at�mico para o sistema cfc

69. 69 PLANOS CRISTALINOS Por qu� s�o importantes?

70. 70 PLANOS CRISTALINOS S�o representados de maneira similar �s dire��es S�o representados pelos �ndices de Miller = (hkl) Planos paralelos s�o equivalentes tendos os mesmos �ndices

71. 71 PLANOS CRISTALINOS

72. 72 PLANOS CRISTALINOS Planos (010) S�o paralelos aos eixos x e z (paralelo � face) Cortam um eixo (neste exemplo: y em 1 e os eixos x e z em ?) 1/ ?, 1/1, 1/ ? = (010)

73. 73 PLANOS CRISTALINOS Planos (110) S�o paralelos a um eixo (z) Cortam dois eixos (x e y) 1/ 1, 1/1, 1/ ? = (110)

74. 74 PLANOS CRISTALINOS Planos (111) Cortam os 3 eixos cristalogr�ficos 1/ 1, 1/1, 1/ 1 = (111)

75. 75 PLANOS CRISTALINOS Quando as intercess�es n�o s�o �bvias desloca-se o plano at� obter as intercess�es corretas

76. 76 FAM�LIA DE PLANOS {110}� paralelo � um eixo

77. 77 FAM�LIA DE PLANOS {111}Intercepta os 3 eixos

78. 78 PLANOS NO SISTEMA C�BICO A simetria do sistema c�bico faz com que a fam�lia de planos tenham o mesmo arranjamento e densidade Deforma��o em metais envolve deslizamento de planos at�micos. O deslizamento ocorre mais facilmente nos planos e dire��es de maior densidade at�mica

79. 79 PLANOS DE MAIOR DENSIDADE AT�MICA NO SISTEMA CCC A fam�lia de planos {110} no sistema ccc � o de maior densidade at�mica

80. 80 PLANOS DE MAIOR DENSIDADE AT�MICA NO SISTEMA CFC A fam�lia de planos {111} no sistema cfc � o de maior densidade at�mica

81. 81 DENSIDADE AT�MICA LINEAR E PLANAR Densidade linear= �tomos/cm (igual ao fator de empacotamento em uma dimens�o) Densidade planar= �tomos/unidade de �rea (igual ao fator de empacotamento em duas dimens�es)

82. 82 DETERMINA��O DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRA��O DE RAIO X Ra�os-x tem comprimento de onda similar a dist�ncia interplanar 0,1nm

83. 83 DETERMINA��O DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRA��O DE RAIO X O FEN�MENO DA DIFRA��O: Quando um feixe de raios x � dirigido � um material cristalino, esses raios s�o difratados pelos planos dos �tomos ou �ons dentro do cristal

84. 84 DETERMINA��O DA ESTRUTURA CRISTALINA POR DIFRA��O DE RAIO X

85. 85 DIFRA��O DE RAIOS XLEI DE BRAGG

86. 86 DIST�NCIA INTERPLANAR (dhkl) � uma fun��o dos �ndices de Miller e do par�metro de rede dhkl= a (h2+k2+l2)1/2

87. 87 T�CNICAS DE DIFRA��O T�cnica do p�: � bastante comum, o material a ser analisado encontra-se na forma de p� (part�culas finas orientadas ao acaso) que s�o expostas � radia��o x monocrom�tica. O grande n�mero de part�culas com orienta��o diferente assegura que a lei de Bragg seja satisfeita para alguns planos cristalogr�ficos

88. 88 O DIFRATOM�TRO DE RAIOS X T= fonte de raio X S= amostra C= detector O= eixo no qual a amostra e o detector giram

89. 89 DIFRATOGRAMA

90. Mais sobre o Sil�cio