Estrutura Cristalina e Alotropia

I- ESTRUTURA CRISTALINA
I.1- Sistemas e Reticulados
Os metais ao se solidificarem, cristalizam-se, ou seja, seus átomos que estavam no estado líquido estavam se movimentando e distribuídos ao acaso. Com a solidificação, os átomos localizam-se em posições relativamente definidas e ordenadas, que se repetem em três dimensões, formando uma figura geométrica regular que é o “cristal”.
Existem sete sistemas cristalinos: triclinico, monoclínico, ortorrômbico, hexagonal, trigonal, tetragonal e cúbico.
Cada cristal constituído por apenas um determinado grupo de átomos é chamado “célula unitária”.
Um conjunto de células unitárias forma o cristal com contornos geométricos, o qual, ao adquirir contornos irregulares pelo seu crescimento e devido aos pontos de contato de cada conjunto, passa a se chamar “grão” (figura I.1).

Figura I.1- Representação esquemática da estrutura cristalina (granular) dos metais.

Cada grão é constituído por milhares de células unitárias. As células unitárias, por sua vez, consistem em grupos de átomos que se dispuseram em posições fixas, formando figuras geométricas típicas. Essas disposições fixas dão origem aos reticulados ou retículos.
Os principais reticulados cristalinos, segundo os quais cerca de dois terços dos metais se cristalizam, são: o cubico de corpo centrado (CCC), o cúbico de faces centradas (CFC) e o hexagonal compacto (HC).

I.1.2- Cristais Cúbicos
Os átomos podem ser agrupados, dentro do sistema cúbico, em três diferentes tipos de repetição: cúbico simples (CS), cúbico de corpo centrado (CCC) e cúbico de faces centradas (CFC).

I.1.2.1- Cúbico Simples
Esta estrutura, que é mostrada na figura I.2, é hipotética para metais.
A célula mostrada na figura I.2 contém um átomo por célula unitária (apenas um oitavo de cada um dos átomos mostrados). Esta é a razão pela qual os metais não se cristalizam na estrutura cúbica simples. Considerando-se os átomos como esferas rígidas de raio r, apenas 52% do espaço estaria