035033 Introduo Cincia e Tecnologia dos MateriaisEstrutura cristalina

Materiais slidos

ConceitoCristalinidade regularidade no arranjo de tomos, ons ou molculas materiais slidos:cristalinos amorfos

Material Cristalino aquele em que os tomos, ons ou molculas esto posicionados em um arranjo peridico ao longo de grandes distncias atmicas ordem de longo alcancemetais cermicos polmeros

Estrutura CristalinaComo tomos, ons ou molculas esto arranjados no espao

Estrutura CristalinaRede cristalina (matemtica/geomtrica) Arranjo tridimensional, peridico e infinitoSistemas cristalogrficos (7)Clulas de Bravais (14)

Base (fsico-qumica) Minimizao da energianeutralidade eltrica

Sistemas Cristalogrficos

Estrutura CristalinaClula unitriaunidade bsica da qual constituda a estrutura cristalina

14 clulas de Bravais

DefiniesNmero de coordenaonmero de tomos vizinhos mais prximos

Parmetros de redearesta (cbico) aresta da base e altura (hexagonal)

Fator de empacotamento atmico (FEA)razo entre o volume dos tomos no interior da clula unitria e o volume da mesma

Estrutura Cristalina dos Metais

Maioria dos elementos metlicos (90%) cristaliza-se com estruturas altamente densas: Cbica de Corpo Centrado (CCC) Cbica de Face Centrada (CFC) Hexagonal Compacta (HC) Dimenses das clulas cristalinas metlicas so pequenas: Aresta de uma clula unitria de Fe temperatura ambiente igual a 0,287 nm

Estrutura Cristalina CSCbica Simplesnmero de coordenao: 6 parmetro de rede: FEA = 0.52

Estrutura Cristalina CCCCbica de Corpo Centradonmero de coordenao: 8 parmetro de rede: FEA = 0.68

Estrutura Cristalina CFCCbica de Faces Centradasnmero de coordenao: 12 parmetro de rede: FEA = 0.74

Estrutura Cristalina HCHexagonal Compactanmero de coordenao: 12 parmetros de rede: FEA = 0.74

Massa especfica

n: tomos associados a cada clula A: massa molar atmica VC: volume da clula unitria NA: nmero de Avogadro (6.023x1023 tomos/mol)

AlotropiaCarbonografite x diamante

AlotropiaFerroCCC (T > 1394 C): ferro CFC (1394 C < T < 910 C): ferro CCC (T < 910 C): ferro

TitnioCCC (T > 883 C): titnio HC (T < 883 C): titnio

Transformao alotrpica TEMPERATURA AMBIENTE, O ESTRNCIO EXIBE ESTRUTURA CFC. AO SER AQUECIDO ACIMA DE 557 OC, ESSE ARRANJO ATMICO TRANSFORMA-SE EM CCC. DETERMINE A VARIAO DE VOLUME QUE ENVOLVE ESSA TRANSFORMAO ALOTRPICA. QUAL A DENSIDADE DO ESTRNCIO EM CADA UMA DAS CONDIES? CONSIDERE QUE O RAIO ATMICO PERMANECE CONSTANTE.

Transformao alotrpicaTitnioCCC (T > 883 C): titnio HC (T < 883 C): titnio

ndices CristalogrficosCristais cbicosndices de Miller

Cristais hexagonaisndices de Miller-Bravais

ndices CristalogrficosDirees [ ]

ndices CristalogrficosDirees

ndices CristalogrficosDirees

ndices CristalogrficosDireesfamlia de direes < > Exemplo: Direes equivalentes: espaamento entre tomos ao longo da direo o mesmo.

ndices CristalogrficosPlanos

ndices CristalogrficosPlanos

ndices CristalogrficosPlanos

ndices CristalogrficosPlanos

ndices CristalogrficosPlanosfamlia de planos { } Exemplo : {111} Cristalograficamente equivalentes: mesmo empacotamento atmico.

ndices CristalogrficosPlanos (hkil) i=-(h+k)

ndices CristalogrficosPlanos

ndices CristalogrficosPlanos

Densidade Linear e Planar

Densidade Linear e PlanarDL= no de tomos centrados no vetor direo/ comprimento do vetor direo a deformao plstica ocorre preferencialmente nas direes de maior densidade linear! DL= no de tomos no plano/ rea do plano a deformao plstica ocorre preferencialmente nos planos de maior densidade planar!

Anisotropia

Estrutura cristalina Monocristalino x policristalino

Estrutura no-cristalinaAusncia de um arranjo atmico regular e sistemtico de longo alcance Amorfos, lquidos super-resfriados

Difrao de raios-x

Difrao de raios-x

Difrao de raios-x Lei de Bragg

sistema cbico: CCC: h + k + l = par CFC: h, k e l pares ou mpares