Ciência e Tecnologia de Materiais

Relatório Determinação de Densidade de
Materiais Sólidos
Ciência e Tecnologia dos Materiais

I. INTRODUÇÃO

Materiais sólidos
A estrutura física dos materiais sólidos depende fundamentalmente de arranjo estrutural de seus átomos, íons e moléculas. Vidros são sólidos que se originaram de líquidos resfriados até a solidificação sem ordem atômica de longa distância (sólidos não-cristalinos). Por isso, os átomos no estado vítreo possuem arranjo similar aos átomos no estado líquido. Esse arranjo será muito próximo daquele que o líquido tinha imediatamente antes de atingir a faixa de temperaturas da transição vítrea (Tg). O diagrama volume-temperatura, fornece informações qualitativas sobre as diferenças entre o sólido cristalino e o sólido não-cristalino. Os metais, por exemplo, se cristalizam facilmente quando submetidos a pequenos resfriamentos abaixo da temperatura de fusão. Os metais têm temperatura de fusão/solidificação bastante definidas, mas os líquidos formadores de vidro não possuem este ponto de fusão ou solidificação definido. Em muitos casos, líquidos formadores de vidros possuem alta viscosidade. Por exemplo, o vidro de janela fundido a 1550 C é um líquido ~ 10.000 vezes mais viscoso do que a água a 20 C. Como não se solidificou, o líquido "super-resfriado" reduzirá seu volume ao longo da linha, sendo o decréscimo de volume resultante da menor amplitude de vibração atômica e de relaxações estruturais mais restritas. À queda contínua da temperatura corresponde um aumento crescente da viscosidade. A 1.100 C, por exemplo, o vidro de janela é ~ 1.000.000 de vezes mais viscoso do que a água a 20 C. O movimento de translação das moléculas é cada vez mais difícil até que, na faixa da transição vítrea, ocorra uma mudança brusca no material e sejam bloqueados os movimentos de translação e rotação das moléculas. Este material rígido, cujas unidades estruturais não são mais capazes de se reorganizar como no líquido, é conhecido como vidro.
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