Imperfeições em sólidos

IV – Imperfeições em Sólidos

Átomos pequeno intersticial.

Departamento de Engenharia Mecânica Materiais
Prof. Dr. Ivaldo Leão Ferreira

Grupo de Pesquisa em Solidificação GPS-DEMA-FEM-UNICAMP/VEM-UFF

4.1. Introdução
Todos os sólidos reais apresentam considerável de defeitos cristalinos. um número

As propriedades são sensíveis a desvios da perfeição cristalina, sendo os defeitos muitas das vezes benéficos a propriedades dos materiais. Os tipos de defeitos são: Pontuais (uma ou duas posições atômicas), defeitos lineares (unidimensionais) e defeitos interfaciais (bidimensionais).

Imperfeições em Sólidos

4.2. Defeitos Pontuais – Lacunas
Defeitos de lacunas ou vacâncias ocorrem quando existe uma lacuna ou sítio vago na estrutura cristalina.

Estes defeitos aumentam a entropia ou aleatoriedade do cristal.

Imperfeições em Sólidos

4.2. Defeitos Pontuais – Lacunas
O número de lacunas (Nv) em equilíbrio para uma dada quantidade de material é dependente da temperatura absoluta (T),

Nv = N e

 Qv  −   kT 

Onde N é número total de sítios atômicos, Qv é a energia necessária para a formação de uma lacuna, T é a temperatura em Kelvin e k é a constante de Boltzmann (1,38 x 10-23 J/átomo-K ou 8,62 x 10-5 eV/átomo-K). Para metais, à uma temperatura imediatamente antes da temperatura de fusão,

Nv = 10 − 4 N
Imperfeições em Sólidos

4.2. Defeitos Pontuais – Lacunas
Ex.*: Calcular o número de lacunas em equilíbrio por m3 de Cu à temperatura de 1000 oC. Dados, ρ = 8,4 g/cm3 e ACu = 65.5 g/mol, Qv = 0,9 eV/átomo. Solução: Primeiramente, determina-se o número total de sítios atômicos,

N A ρ 6,023 x 10 23 [átomos/mol].8,4 g/cm 3 .106 cm 3 / m 3 N= = ACu 63,5 [g/mol]
Então,

[

] [

]

NA ρ N= = 8,0 x 10 28 átomos/m 3 ACu

[

]

Imperfeições em Sólidos

4.2. Defeitos Pontuais – Lacunas
Aplicando a equação para o calculo do número de lacunas,

Nv = N e

 Q  − v   kT 

= 8,0 x 10 28 átomos/m 3 . e

[