mecanica

Estrutura Cristalina

Ciência dos Materiais I

Estrutura cristalina dos materiais
Metais apresentam estruturas cristalinas do tipo:
- Cúbica simples (Po, α-Mn)
- Cúbica de corpo centrado (Fe, Ti, W, Mo, Na, K)
- Cúbica de face centrada (Fe, Cu, Au, Pt, Ag)
- Hexagonal Compacta (Ti, Mg, Zn, Be, Cd)
Um grande número de materiais cerâmicos e poliméricos apresentam estrutura cristalina durante o processo de solidificação.

Modelo das Esferas Rígidas

4πr
Volume da esfera =
3

3

Posições Ocupadas na Rede Cúbica
Posição

Volume do átomo dentro da rede cristalina

Vértice

1/8

Centro da Aresta

1/4

Centro da rede

1

Centro da Face

1/2

Cúbica Simples (CS)

Posições
Ocupadas
Vértice

Vol. dentro Número de átomos da rede
1/8

1

Total de átomos:

1

Fator de empacotamento atômico
Volume Total de átomos
F.E.A. =
Volume da rede
Volume total de átomos = Nº de átomos x Vol. esfera

Rede

Volume
(Base x Altura)

Cúbica

a03

Hexagonal

a02c0cos 30

FEA Cúbica Simples (CS)
1
Nº de átomos/rede = x 8 = 1
8
4πr 3
Vol. átomos/rede = 1 x
3
Parâmetro de rede: a0 = 2r

FEACS =

4πa 0
3
3 a0 3

= 0,52 ≈ 52%

Cúbica de Corpo Centrado (CCC)

Posições
Ocupadas

Vol. dentro Número de átomos da rede

Vértice

1/8

1

Centro da Rede

1

1

Total de átomos:

2

Cúbica de Corpo Centrado (CCC)
Parâmetro de rede (a0)

Diagonal do Cubo

Diagonal do Cubo = 4r
Diagonal do Cubo = a0√3

4r 3 a0 =
3

FEA Cúbica de Corpo Centrado (CCC)
Nº de átomos/rede = 2

4πr 3
Vol. átomos/rede = 2 x
3
Parâmetro de rede: a0 =

4πr 3
2x
3
FEACCC =
3
 4r 3 


 3 



4r 3
3

= 0,68 ≈ 68%

Cúbica de Face Centrada (CFC)
Posições
Ocupadas

Vol. dentro da rede

Número de átomos Vértice

1/8

1

Centro da
Face

1/2

3

Total de átomos:

4

Cúbica de Face Centrada (CFC)
Parâmetro de rede (a0)

Diagonal da Face