Ciencia dos materiais - imperfeições

IMPERFEIÇÕES NO
ARRANJO CRISTALINO
Ciência dos Materiais

IMPERFEIÇÕES NO ARRANJO CRISTALINO

• Quais os tipos de defeitos surgem nos materiais sólidos?
• O número e o tipo de defeitos podem ser controlados?
• Como os defeitos afetam as propriedades dos materiais?
• Os defeitos são indesejáveis?

Contorno de Grão de baixo angulo Vacância

Átomo Intersticial

Maclas

Substitucional

Intersticial

Vazios

Precipitado

Discordância

Contorno de
Grão

Zona de átomos estranhos Contorno de fases

Micro trincas
Inclusão
Poros

Imperfeições nos Sólidos
•

Importância do conhecimento dos tipos de imperfeições:
• São importantes para:
◦ difusão, transformações de fase e deformação.
• As propriedades são profundamente influenciadas pela presença delas. Ex: alterações das propriedades mecânicas de metais puros quando ligados:
Com 70% de cobre e 30% de zinco, o latão é muito mais resistente que o cobre puro;

Imperfeições nos Sólidos
•

Os chips funcionam devido a presença de concentrações rigorosamente controladas de certas impurezas em semicondutores.

Dependência da concentração de dopantes no Si na mobilidade de é e buracos Imperfeições nos Sólidos
Classificação das imperfeições
• Pontuais:
• “1 d” associados com 1 ou 2 posições atômicas
◦ vacâncias ou lacunas, impurezas intersticiais e substitucionais.

• Lineares:
• “1 d” associados com varias posições atômicas
◦ Discordâncias: cunha, hélice e mista.

• Planares:
• “2 d” associados com planos ou superfícies
◦ Superfícies externas, interfaces, contornos de grão, contornos de maclas (tipo especial de contorno de grão).

• Volumétricas:
• “3 d” associado com volumes e espaços.
◦ Vazios; fraturas; inclusões e outras fases.

Classificação das imperfeições

Pontuais
Lacuna ou vacância
• É o mais simples (falta de um átomo).
• Todos os sólidos cristalinos contém.
• É “impossível” criar um material isento deste defeito.

• O nº