Misso Institucional: Formao do ser humano e seu processo de construo de profissional competente em conformidade com os valores ticos, comprometido com o contexto social.

FACULDADE NOBRE DE FEIRA DE SANTANA Recredenciada pela Portaria Ministerial n 1.417 de 07 de outubro de 2011.

CURSO: Engenharia Mecnica / Engenharia Eltrica

DISCIPLINA: Cincia e Tecnologia dos Materiais

PROFESSOR: Jodilson Amorim Carneiro

AVALIAO: Lista de Exerccios DATA: ___ / ___ / ___

ALUNO: ______________________________CURSO: ___________ SEM.: ____

Fonte: Callister Jr, W. D. e Rethwisch, D. G, Cincia e Engenharia de Materiais Uma Introduo, 8 Edio, Editora LTC, 2012.

Clulas Unitrias

Estrutura Cristalina dos Metais

1) Se o raio atmico do nquel de 0,125 nm, calcule o volume de sua clula unitria em metros cbicos.

2) Calcular o FEA para a estrutura cristalina HC.

3) Na estrutura Hexagonal simples HS, quantos tomos existem por clula unitria e qual o seu nmero de coordenao?

4) O tungstnio possui uma estrutura cristalina CCC, um raio atmico de 0,137 nm, e um peso atmico de 183,85 g/mol. Calcule e compare a sua densidade com o valor experimental encontrado na literatura.

5) Calcule o raio de um tomo de irdio dado que o Ir possui uma estrutura cristalina CFC, uma densidade de 22,4 g/cm3, e um peso atmico de 192,2 g/mol.

6) Calcule o raio de um tomo de vandio, dado que o V possui uma estrutura cristalina CCC, uma densidade de 5,96 g/cm3, e um peso atmico de 50,9 g/mol.

7) Um metal hipottico possui a estrutura cristalina cbica simples mostrada na Fig. 3.22. Se o seu peso

atmico de 70,4 g/mol e o raio atmico de 0,126 nm, calcule a sua densidade.

8) O zircnio possui uma estrutura cristalina HC e uma densidade de 6,51 g/cm3.

a. Qual o volume da sua clula unitria em metros cbicos? b. Se a razo c/a de 1,593, calcule os valores de c e de a.

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Calculo de massa especfica

1) Usando os dados de peso atmico, estrutura cristalina e raio atmico tabulados no slides da aula 03, calcule as densidades tericas para o chumbo, o cromo, a prata e o cobalto, e ento compare esses

valores com as densidades disponveis na literatura. A razo c/a para o cobalto de 1,623.

2) O rdio possui um raio atmico de 0,1345 nm (1,345 ) e uma densidade de 12,41 g/cm3. Determine se

ele possui uma estrutura cristalina CFC ou CCC.

3) Abaixo esto listados o peso atmico, a densidade e o raio atmico para trs ligas hipotticas. Para cada

uma determine se a sua estrutura cristalina CFC, CCC ou cbica simples, e ento justifique a sua

determinao. Uma clula unitria cbica simples est mostrada na Fig. 1.

4) 3.16 A clula unitria para o estanho possui uma simetria tetragonal, com os parmetros de rede a e b de

0,583 e 0,318 nm, respectivamente. Se a sua densidade, peso atmico e raio atmico so de 7,30 g/cm3,

118,69 g/mol e 0,151 nm, respectivamente, calcule o fator de empacota mento atmico.

5) 3.17 O iodo possui uma clula unitria ortorrmbica, para a qual os parmetros de rede a, b e c so 0,479, 0,725 e 0,978 nm, respectivamente.

a. Se o fator de empacotamento atmico e o raio atmico so de 0,547 e 0,177 nm, respectivamente, determine o nmero de tomos em cada clula unitria.

b. O peso atmico do iodo de 126,91 g/mol; calcule a sua densidade.

6) O titnio possui uma clula unitria HC para a qual a razo dos parmetros de rede c/a de 1,58. Se o raio do tomo de Ti de 0,1445 nm,

a. Determine o volume da clula unitria e, b. Calcule a densidade do Ti e a com pare com o valor encontrado na literatura.

7) O rnio possui uma estrutura cristalina HC, um raio atmico de 0,137 nm e uma razo c/a de 1,615. Calcule o volume da clula unitria para o rnio.

8) A clula unitria ao lado de um metal hipottico: a. A qual sistema cristalino pertence essa clula unitria? b. Como essa estrutura cristalina seria chamada? c. Calcular a densidade do material, dado que seu peso atmico de

141,0g/mol

9) Esboce uma clula unitria para a estrutura cristalina ortorrmbica de face centrada.

Figura 1- Estrutura Cbica Simples

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Materiais Cermicos

1) Mostre que a razo mnima entre os raios do ction e do nion para um nmero de coordenao de 4 de 0,225.

2) Calcule o fator da compactao atmica para a estrutura cristalina do cloreto de csio com rc/ra = 0,732.

3) Sabe-se que um dado material cermico hipottico do tipo AX possui uma densidade de 2,65 g/cm3, alm de urna clula unitria com simetria cbica e com comprimento de aresta de 0,43 nm. Os pesos

atmicos dos elementos A e X so de 86,6 e 40,3 g/mol, respectivamente. Com base nessa informao,

qual (is) das seguintes estruturas cristalinas (so) possvel (eis) para esse material: sal-gema, cloreto de

csio ou blenda de zinco? Justifique a(s) sua(s) opo(es).

Coordenadas de pontos

1) Listar as coordenadas dos pontos para todos os tomos que esto associados clula unitria CCC.

2) Listar as coordenadas dos pontos tanto para os ons sdio como para os ons cloro em uma clula

unitria da estrutura cristalina do cloreto de sdio.

Direes cristalogrficas

1) No interior de uma clula unitria cbica, esboce as seguintes direes:

2) Esboce uma clula unitria monoclnica e no interior dessa clula representa a direo [0 1 1].

3) Determine os ndices para as direes mostradas na clula unitria cbica ao lado:

4) Converta as direes [100] e [111] ao esquema de quatro ndices de Miller-Bravais para clulas unitrias hexagonais.

5) Determine os ndices para as direes mostradas nas seguintes clulas unitrias hexagonais.

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Planos cristalogrficos

1) Quais so os ndices para os dois planos representados no desenho

ao lado?

2) Determine os ndices de Miller para os planos mostrados nas seguintes clulas unitrias:

3) A figura a seguir mostra trs planos cristalogrficos diferentes para uma clula unitria de alguns metais

hipotticos. Os crculos representam os tomos.

a) A qual sistema cristalino pertence clula unitria? b) Como essa estrutura cristalina seria chamada? c) Se a massa especfica desse metal de 8,95 g/cm,

determine o seu peso atmico.

4) Converta os planos (010) e (101) ao sistema de quatro ndices de Miller-Bravais para clulas unitrias hexagonais.

5) Determine os ndices para os planos mostrados nas seguintes clulas unitrias hexagonais:

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Densidade linear e planar

1) Calcule e compare as densidades lineares das direes [100], [110] e [111] para a estrutura cristalina CFC.

2) Calcule e compare as densidades lineares das direes [110] e [111] para a estrutura cristalina CCC.

3) Calcule e compare as densidades planares dos planos (100) e (111) para a estrutura cristalina CFC.

4) Calcule e compare as densidades planares dos planos (100) e (110) para a estrutura cristalina CCC.

5) Calcule a densidade planar do plano (0001) para a estrutura cristalina HC.

Difrao de raios-X: Determinao de estruturas cristalinas

1) Determine o ngulo de difrao esperado para a reflexo de primeira ordem do conjunto de planos

(113), da platina, com estrutura CFC, quando empregada uma radiao monocromtica com

comprimento de onda de 0,1542nm.

2) Para qual conjunto de planos cristalogrficos ir ocorrer um pico de difrao de primeira ordem em um

ngulo de difrao de 46,21 para o ferro CCC quando for usada radiao monocromtica com

comprimento de onda de 0,0711 nm?

3) A Figura ao lado, mostra os quatro primeiros picos do difratograma de raios X para o cobre, que possui uma estrutura

cristalina CFC; foi usada radiao X monocromtica com

comprimento de onda de 0,1542nm.

(a) Faa uma indexao (isto , fornea os ndices h, k e l) de cada um desses picos.

(b) Determine o espaamento interplanar para cada um dos picos.