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Tecnologia dos Materiais 1
Imperfeições em Sólidos – Defeitos pontuais, lineares, interfaciais e volumétricos Microscopia

Introdução
• Por que estudar imperfeições em sólidos?
– As propriedades de alguns materiais são influenciados pela presença de imperfeições:
• Propriedades mecânicas de metais puros experimentam alterações significativas quando átomos de impurezas são adicionados;
• ‰ateriais semicondutores funcionam devido a
M
concentrações controladas de impurezas específicas são incorporadas em regiões pequenas e localizadas.

Tipos de Imperfeições
•
•
•
•

Defeitos pontuais;
„ efeitos de linha (discordâncias);
D
D
„ efeitos de interface (grão e maclas);
D
„ efeitos volumétricos (inclusões, precipitados). O que é um defeito?
• É uma imperfeição ou um "erro" no arranjo periódico regular dos átomos em um cristal.
• „ odem envolver uma irregularidade:
P
– na posição dos átomos;
– no tipo de átomos.

Defeitos Pontuais
• LACUNAS E AUTOINTERSTICIAIS:
– Envolve a falta de um átomo; – São formados durante a solidificação do cristal ou como resultado das vibrações atômicas (os átomos deslocam-se de suas posições normais);
– „odos os sólidos
T
cristalinos possuem lacunas. • LACUNA:
– Sítio vago da rede cristalina – átomo faltando; • AUTO- INTERSTICIAL:
– átomo do cristal que se encontra comprimido no interior de um sítio intersticial. Diferenças entre interstícios e lacunas.
FONTE: CALLISTER, 2005

Lacunas ou vazios

• Aumentam exponencialmente com o aumento da temperatura;
• O número de lacunas em equilíbrio Nv é dado por: OBS.: Fração de sítios vagos:

N pode ser calculado por:

Exemplo
• Calcule o número de lacunas em equilíbrio por metro cúbico de cobre a uma temperatura de
1000°C. A energia para formação de uma lacuna é de 0,9 eV/atomo; o peso atômico e a densidade para o cobre são 63,5 g/mol e
8,4g/cm³, respectivamente.

Intersticiais
• Envolve um átomo extra
no