Imperfeiçoes em solidos

Imperfeições em Sólidos
Imperfei
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Sólidos não são perfeitos em sua microestrutura: muitas propriedades estão relacionadas a estes defeitos; freqüentemente defeitos são induzidos propositalmente nos materiais.

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Defeito cristalino:
Uma irregularidade na rede cristalina da ordem de um diâmetro atômico em uma ou mais de suas dimensões.

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Classificação dos defeitos cristalinos em função da dimensão em que ocorrem:
Defeito pontual ( 0 – D)
Discordâncias ( 1 – D)
Defeitos interfaciais ou de fronteira (2 – D)
Defeitos em volume (3 – D)

Defeitos Pontuais
Defeitos
Vazios e Intersticiais

Vazios

Substitucionais

Intersticiais

• Vazios: sítios atômicos vagos na estrutura cristalina
• Intersticiais: átomos extras ocupando posições entre os sítios atômicos
• Substitucionais: átomos de elementos “estranhos” inseridos na rede cristalina

Defeitos Pontuais
Defeito de Frenkel: Auto-intersticial
(átomo ou íon) criando uma vacância na rede.

O número de equilíbrio de vazios no sistema é função da temperatura:

 Qv 
N v = N exp −

 kT 
Nv = Número de vazios
N = Número de posições atômicas
Qv = Energia de ativação
T = Temperatura absoluta em kelvins

Átomo/íon em uma posição intersticial

Vacância

k = Constante de Boltzman
1,38x10-23 J/átomo.K
8,62x10-5 ev/átomo.K

Defeitos Pontuais : Impurezas em Sólidos
• Há sempre impurezas em cristais metálicos, que podem ser vistos como defeitos pontuais.
• Ligas:
Átomos de impurezas são adicionados intencionalmente a uma estrutura cristalina formada por outro átomo, para gerar propriedades específicas aos materiais.
• Adição de impurezas : solução sólida formação de 2a fase
• Elementos em uma liga:
Solvente : elemento ou composto presente em maior quantidade
Soluto: elemento ou composto presente em menor quantidade
Fase: porção homogênea de um material com características físicas e químicas uniformes.

Defeitos Pontuais : Solução Sólida
Defeitos
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