Materiais de Construção Mecânica
Por: guimota • 1/10/2016 • Trabalho acadêmico • 2.051 Palavras (9 Páginas) • 239 Visualizações
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Materiais de Construção Mecânica I
Nome: Guilherme Mota Pinheiro RA: 9093468318
Curso: Engenharia Mecânica - 4ª Fase
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- Sobre as estruturas cristalinas, explique e exemplifique a geometria das células unitárias.
A ordenação atômica em sólidos cristalinos indica que pequenos grupos de átomos formam um modelo repetitivo. Assim, ao descrever estruturas cristalinas, é muitas vezes conveniente subdividir a estrutura em pequenas entidades de repetição denominadas células unitárias.
Uma célula unitária é escolhida para representar a simetria da estrutura cristalina, dentro do qual todas as posições dos átomos no cristal podem ser geradas por translações das distâncias integrais da célula unitária ao longo de suas arestas. Assim a célula unitária é a unidade estrutural básica de construção da estrutura cristalina e define a estrutura cristalina em razão da sua geometria e das posições dos átomos dentro dela. A conveniência usualmente dita que os cantos em paralelepípedo coincidam com centros dos átomos de esfera rígida. Além disso, mais do que uma célula unitária individual pode ser escolhida para uma particular estrutura cristalina; entretanto, nós geralmente usamos a célula unitária tendo o mais alto nível de simetria geométrica.
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Célula unitária
- Caracterize:
- Cúbico
Cúbico Simples: Apenas 1/8 de cada átomo cai dentro da célula unitária, ou seja, a célula unitária contém apenas 1 átomo. Essa é a razão que os metais não cristalizam na estrutura cúbica simples (devido ao baixo empacotamento atômico).
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Cúbico de Corpo Centrado (CCC): Cada átomo dos vértices do cubo é dividido com 8 células unitárias, já o átomo do centro pertence somente sua célula unitária, cada átomo de uma estrutura CCC é cercado por 8 átomos adjacentes. Há 2 átomos por célula unitária. Cr, W, V, Nb, Mo cristalizam em CCC.
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Cúbico de Face Centrada (CFC): Cada átomo dos vértices do cubo é dividido com 8 células unitárias, já os átomos das faces pertencem somente a duas células unitárias. Há 4 átomos por célula unitária. Al, Fe, Cu, Pb, Ag, Ni cristalizam em CFC.
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- Hexagonal
Hexagonal Simples (HS): A estrutura hexagonal simples é formada por átomos posicionados nos vértices de dois hexágonos sobrepostos, outros dois átomos localizam-se no centro de cada hexágono. Há 3 átomos por célula unitária. Esta estrutura cristalina pode ser encontrada no selênio e no telúrio.
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Hexagonal Compacta (HC): Na estrutura hexagonal compacta as faces superior e inferior da célula unitária são compostas por seis átomos que formam hexágonos regulares e que se encontram em torno de um único átomo no centro, um plano intermediário fornece três átomos adicionais, localizados entre os planos superior e inferior. Há 6 átomos por célula unitária. Esta estrutura cristalina pode ser encontrada no titânio e no zinco.
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- Tetragonal
Tetragonal Simples: A estrutura hexagonal simples é formada a partir de alongamento da malha do cúbico simples por isso diferencia-se somente por ter um eixo maior que o outro.
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Tetragonal de Corpo Centrado: Na estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado, a célula unitária possui formato tetraédrico (prisma reto de base quadrada), onde os átomos estão localizados nos vértices deste tetraedro (um átomo por vértice) e um átomo localizado no centro do tetraedro.
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- Ortorrômbico
A estrutura Ortorrômbica é formada por três eixos com comprimentos diferentes, fazendo ângulos retos, a ≠ b ≠ c, α = β = ϒ
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- Classifique os tipos de imperfeições existentes nos sólidos.
Defeitos pontuais
Lacuna: Envolve a falta de um átomo, são formados durante a solidificação do cristal ou como resultado das vibrações atômicas (os átomos deslocam-se de suas posições normais). Todos os sólidos cristalinos possuem lacunas. O número de vazios aumenta exponencialmente com a temperatura
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Intersticial: Envolve um átomo extra no interstício (do próprio cristal), produz uma distorção no reticulado, já que o átomo geralmente é maior que o espaço do interstício. A formação de um defeito intersticial implica na criação de um vazio, por isso este defeito é menos provável que um vazio.
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Impureza: A presença de impurezas promove a formação de defeitos pontuais. Impurezas são adicionadas intencionalmente com a finalidade:
- Aumentar a resistência mecânica
- Aumentar a resistência à corrosão
- Aumentar a condutividade elétrica
Ao tratar de átomos de impureza nos sólidos, usamos uma terminologia análoga àquela usada para uma solução de átomos de impureza em um líquido.
- Cristal matriz = solvente
- Átomos de impureza = soluto
O cristal matriz contendo impurezas é chamado uma solução sólida, porque os átomos de impureza ocupam posições aleatórias no cristal, similarmente a um soluto em um líquido.
Nas soluções sólidas as impurezas podem ser:
Intersticial: Os átomos de impureza estão localizados nos interstícios da estrutura cristalina matriz. São chamadas impurezas intersticiais. Estas impurezas normalmente tem um pequeno tamanho quando comparadas aos átomos da matriz.
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Substitucional: os átomos de impureza estão localizados em posições normalmente ocupadas pelos átomos do cristal matriz. Eles "substituem" os átomos do cristal matriz. São chamados impurezas substitucionais.
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