A Ciência dos Materiais

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Universidade do Sul de Santa Catarina – Unisul

Campus Virtual

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Atividade de avaliação a distância (AD)

Unidade de Aprendizagem: Ciência dos Materiais

Curso: Engenharia Civil

Professor: Joel Irineu Lohn

Nome do aluno: Leila de Andrade

Data: 19/08/2014

Orientações:

• Procure o professor sempre que tiver dúvidas.
• Entregue a atividade no prazo estipulado.
• Esta atividade é obrigatória e fará parte da sua média final.
• Encaminhe a atividade via Espaço UnisulVirtual de Aprendizagem (EVA).

01. Você estudou que os materiais cristalinos podem assumir a forma policristalina ou monocristalina. Os policristalinos são os materiais constituídos de vários cristais ou grãos, cada um deles com diferentes orientações espaciais. Já os monocristais são aqueles materiais constituídos por um único cristal em toda a extensão do material. Todas as células unitárias se ligam da mesma maneira e possuem a mesma orientação. A preparação de monocristais de alta qualidade é importante para algumas aplicações tecnológicas e sua obtenção é fabricação é dificultada, pois estes materiais são altamente reativos. Apresente um exemplo de uma material monocristalino e descreva sua aplicação. Cite a fonte bibliográfica utilizada. (3 pontos)

Resposta:

Fibras monocristalinas.  As fibras são preparadas em processos 60 vezes mais rápidos que os dos monocristais convencionais. Tem como vantagens, o seu baixo peso e custo, a sua forma geométrica (tornando-as flexíveis para pequenos diâmetros) conveniente para a utilização em guias de onda, geração de segundo harmônicos, produção de componentes ativos de minilasers de estado sólido, dispositivos elétro e acústico-óticos, fibras supercondutoras de altas temperaturas críticas, etc.. Além das vantagens descritas, as fibras monocristalinas podem ser transformadas, a exemplo das fibras de sílica, em fibras óticas monocristalinas através de processos de difusão com a conseqüente formação das regiões de "clad" e "core" e possuem um acoplamento compatível com as fibras óticas convencionais, que são normalmente utilizadas como veículos de transporte de sinais óticos e ou acústicos.

Neste contexto, acredita-se que as fibras monocristalinas possuem enormes potencialidades de aplicações, principalmente, nas seguintes áreas: 

• Telecomunicações

A implantação de sistemas de comunicação através de fibras óticas convencionais é crescente em todo o mundo, o que provoca um aumento da demanda de dispositivos ativos de processamento de sinais de alta eficiência, chaveamentos óticos múltiplos e rápidos, geradores de harmônicos, etc.. As fibras monocristalinas, em futuro próximo, devido as suas propriedades já descritas, bem como a sua facilidade de acoplamento com as fibras óticas convencionais, são fortes candidatas para essas aplicações. 
 

• Sensores

Os sensores integrados estão se tornando praticamente obrigatórios nos processos industriais. Os sensores desenvolvidos com fibras monocristalinas são compactos, leves e potencialmente baratos, o que preenche praticamente todos os requisitos nessa tecnologia. Desde que diversas fibras monocristalinas possuam a propriedade de guiar com baixas perdas tanto as ondas óticas quanto as acústicas, dispositivos de imagens, por exemplo, especialmente para aplicações médicas podem ser desenvolvidos.

• Micro lasers de estado sólido, holografias e outras  aplicações

As fibras monocristalinas podem ser aplicadas nos mais diversos ramos da tecnologia. Diversos dispositivos estão presentemente em desenvolvimento nas mais diversas áreas. Microlasers sintonizáveis de estado sólido, onde o elemento ativo (Al2O3:Ti) possui um diâmetro de 660 mm e um comprimento de 1,2 cm, gravações holográficas em fibras de LiNbO3 dopadas com Fe+3 para aplicações em memórias óticas, estão, juntamente com outros dispositivos, em desenvolvimento tornando praticamente impossível avaliar a priori todas as suas potencialidades.