Resumo de Materiais de Engenharia

Anotações P2 – Materiais

Defeitos Puntiformes – Capítulo 9

Quando a discordância se movimenta no plano de deslizamento, que são normalmente os planos de maior densidade atômica, diz-se que é conservativo

Se for o contrário é não conservativo

Ao movimentar-se em um plano de escorregamento , a discordância passa por posições de máximo e mínimo.

Força de Pierls Nabarro é ativado térmicamente, ou seja, é mais fácil quanto maior for a temperatura.

No caso de uma discordância em cunha, o plano é único, já no em hélice, inúmeros planos podem conter a linha de discordância e o vetor de burguers. Se a discordância se deparar com algum obstáculo, umas das maneiras seria ela mudar de plano de escorregamento, para outro de máxima densidade atômica. Tal fato é denominado “Escorregamento com desvio”.

A discordância em cunha pode movimentar-se perpendicularmente ao seu vetor de burguês, basta a interação da discordância com defeitos puntiformes. Como este movimento envolve movimentação de lacunas e de átomos, diz-se que és não conservativo.

A ocorrência da escolada é fortemente dependente da temperatura, na medida em que a concentração de defeitos puntiformes e a mobilidade atômica aumentam com o aumento da temperatura.

Os átomos ao redor da discordância estão fora de suas posições de equilíbrio, fazendo com que se criem campos de tensão em torno das discordâncias.

A presença de uma discordância em um reticulado cristalino causa um aumento da energia interna, a qual tem 2 parcelas:

1 – Energia do núcleo : Representa <5% do valor total

2 – Energia elástica

Forças entre discordâncias: Pode-se concluir que quando elas se aproximam, a energia aumenta, por isso elas se repele. Se atraem para reduzir seus campos elásticos de tensão

Pode-se concluir que a deformação plástica ocorre quando o material é submetido à forças externas e as discordâncias se movimentam.

Ao submeter um cristal a um estado de tensões externas, estas tensões ocasionam o aparecimento de forças nas discordâncias fazendo-as se movimentarem

Durante a deformação plástica as discordâncias vão adquirindo degraus em função da intersecção das discordâncias e sua mobilidade vai se tornando cada vez mais dificultada. Sendo assim, podemos explicar porque a medida que um material vai se deformando plasticamente, sua resistência é aumentada.

Durante a deformação plástica, além das discordâncias abandonarem o cristal, elas se multiplicam. A densidade de discordâncias é várias ordens de grandeza maior que a densidade inicial do cristal recozido.

Defeitos Planares – Capitulo 10

Quanto maior for o ponto de fusão, maior será sua energia de superfície.

Ligas com baixa EDE tendem a apresentar pós deformação plástica uma distribuição homogênea, e os de alta EDE tendem a uma distribuição heterogênea.

Propriedades Elétricas – Capítulo 16

Os condutores de carga podem ser ânions, cátions, elétrons ou vazios eletrônicos. A condução iônica é de importância secundária nos sólidos em temperaturas moderadas e baixas. A condução iônica desempenha um papel importante nos líquidos.

Os principais transportadores de carga nos sólidos são os elétrons

Os metais apresentam alta condutividade elétrica porque suas bandas de energia são parcialmente preenchidas e como existem estados vazios adjacentes aos estados ocupados, a aplicação de um campo elétrico acelera facilmente os elétrons produzindo uma corrente elétrica.

Qualquer fato que dificulte o movimento de elétrons, abaixa a condutividade elétrica do material. Como por exemplo, aumenta a temperatura (vibração térmica), átomos de soluto e defeitos cristalinos.

Os materiais semicondutores apresentam banda de valência preenchida e banda de condução vazia com uma divisão de uma zona proibida baixa, os elétrons possuem um certa dificuldade de descolarem

Nos isolantes, a banda proibida é mais larga, fazendo com que seja mais difícil a transferência de elétrons, portanto tendo uma condutividade elétrica muito baixa.

A alta condutividade elétrica dos metais é devida ao grande número de elétrons livres (condutores de carga) que podem ser promovidos facilmente acima do nível de Fermi.

Em uma rede cristalina isenta de defeitos, a resistividade é basicamente nula.

A resistência elétrica dos metais e ligas tem origem no espalhamento dos elétrons pelas vibrações da rede, pelos átomos de impureza e pelos defeitos cristalinos (deformação plástica)

A condução elétrica nos sólidos iônicos é resultado da soma de duas contribuições: Contribuição eletrônica e contribuição iônica, como o número de elétrons na banda de valência é muito baixo, a contribuição iônica frequentemente é predominante.

A difusão dos íons (transportadores de carga) depende da existência de defeitos puntiformes

A condutividade elétrica dos sólidos iônicos aumenta em demasiado com a temperatura em virtude da condutividade iônica.

Nos polímeros de alta pureza, a condução é eletrônica. Por outro lado, a condução iônica pode ser ativado pela presença de impurezas.

Um material dielétrico é um material isolantes em que níveis atômicos, regiões carregadas positivamente e regiões carregadas negativamente. A rigidez dielétrica é de extrema importância, indica em que grau o material é isolante. É uma medida de tensão máxima que o material pode suportar antes de perder suas características de isolante.

Propriedades Térmicas – Capítulo 17

Quando um sólido absorve calor, sua temperatura aumenta e sua energia interna também.

Os dois principais tipos de energia térmica em um sólido são:

1 – Energia vibracional dos átomos ao redor de suas posições de equilíbrio

2- Energia cinética dos elétrons livres

Capacidade Térmica

É a propriedade que indica a aptidão do material em absorver calor do meio externo

Para a maioria dos sólidos, a principal maneira de assimilação de energia é pelo aumento da energia vibracional dos seus átomos (fônons). A contribuição eletrônica só é significativa nos materiais condutores, onde os elétrons com energia próxima de fermi podem ser excitados e superados.